JP2019182168A - Center pillar inner and center pillar - Google Patents

Center pillar inner and center pillar Download PDF

Info

Publication number
JP2019182168A
JP2019182168A JP2018074642A JP2018074642A JP2019182168A JP 2019182168 A JP2019182168 A JP 2019182168A JP 2018074642 A JP2018074642 A JP 2018074642A JP 2018074642 A JP2018074642 A JP 2018074642A JP 2019182168 A JP2019182168 A JP 2019182168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
center pillar
cfrp
resin
inner member
cfrp member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018074642A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7035743B2 (en
Inventor
幸一 ▲濱▼田
幸一 ▲濱▼田
Koichi Hamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2018074642A priority Critical patent/JP7035743B2/en
Publication of JP2019182168A publication Critical patent/JP2019182168A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7035743B2 publication Critical patent/JP7035743B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To achieve both light weight and impact resistance of a center pillar while restricting a cost increase.SOLUTION: A center pillar inner 20 comprises: an inner member 21 having: an opening 21a serving as a mounting part for a seat belt retractor; and a side sill mounting part 21b serving as a mounting part for a side sill 30; and a CFRP member 22 joined to a surface of the inner member 21. The CFRP member 22 is provided at least between the opening 21a and the side sill mounting part 21b.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、自動車のセンターピラーインナーに関する。   The present invention relates to an automobile center pillar inner.

図1は一般的な自動車の車体構造を示す図であり、車両側面に相当する部分にはセンターピラーやルーフサイドレール、サイドシルといった部材が設けられている。センターピラーは上端部がルーフサイドレールに接合され、下端部がサイドシルに接合される。センターピラーには自動車の側面衝突時に乗員を保護するための耐衝撃性が求められ、従前より耐衝撃性を向上させる技術開発が進められている。   FIG. 1 is a diagram showing a vehicle body structure of a general automobile, and members such as a center pillar, a roof side rail, and a side sill are provided in a portion corresponding to a vehicle side surface. The center pillar has an upper end joined to the roof side rail and a lower end joined to the side sill. Center pillars are required to have impact resistance to protect passengers in the event of a side collision of a car, and technological development to improve impact resistance has been ongoing.

特許文献1にはセンターピラーを構成するアウター部材とインナー部材のうち、インナー部材をCFRP(炭素繊維強化樹脂)で形成することが開示されている。特許文献2にはアウター部材をアルミニウム製とし、インナー部材をCFRP製とすることが開示されている。特許文献3にはアウター部材とインナー部材との間にCFRPから成る補強部材を充填することが開示されている。   Patent Document 1 discloses that among the outer member and the inner member constituting the center pillar, the inner member is formed of CFRP (carbon fiber reinforced resin). Patent Document 2 discloses that the outer member is made of aluminum and the inner member is made of CFRP. Patent Document 3 discloses that a reinforcing member made of CFRP is filled between an outer member and an inner member.

特開2013−212731号公報JP 2013-212731 A 国際公開第2015/025572号International Publication No. 2015/025572 特開2014−080183号公報JP, 2014-080183, A

特許文献1および2のようにセンターピラーのインナー部材としてCFRPを適用した場合、金属より軽量ではあるが伸びが低いため、センターピラーに求められる耐衝撃性は担保されない。また、該インナー部材をそのままCFRPとして用いることは、金属を用いる場合に比べてコストの増加が顕著であり、好ましくない。   When CFRP is applied as the inner member of the center pillar as in Patent Documents 1 and 2, the impact resistance required for the center pillar is not ensured because it is lighter than metal but has low elongation. Further, it is not preferable to use the inner member as it is as CFRP because the increase in cost is remarkable as compared with the case of using metal.

また、近年は燃費向上のために車両の軽量化が重要視されているが、特許文献3のようにアウター部材とインナー部材との間に補強部材を充填すると、補強部材のサイズが大きくなることが避けられず、重量のさらなる増加を招いてしまう。特許文献3の場合、車両の軽量化のために例えばインナー部材の板厚を薄くすることも考えられるが、これではセンターピラーの耐衝撃性を十分に確保することができない。   In recent years, weight reduction of vehicles has been regarded as important for improving fuel efficiency. However, if a reinforcing member is filled between an outer member and an inner member as in Patent Document 3, the size of the reinforcing member increases. Inevitably increases the weight. In the case of Patent Document 3, it is conceivable to reduce the thickness of the inner member, for example, in order to reduce the weight of the vehicle, but this cannot sufficiently ensure the impact resistance of the center pillar.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コストの増加を抑えつつ、センターピラーの軽量化と耐衝撃性を両立させることを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at making the weight reduction of a center pillar and impact resistance compatible, suppressing the increase in cost.

上記課題を解決する本発明は、シートベルトのリトラクターの取付箇所となる開口部と、サイドシルの取付箇所となるサイドシル取付部とを有するインナー部材と、前記インナー部材の表面に接合されたCFRP部材とを備え、前記CFRP部材が少なくとも前記開口部と前記サイドシル取付部との間に設けられていることを特徴としている。   The present invention that solves the above-described problems includes an inner member having an opening that serves as a seat belt retractor mounting portion, a side sill mounting portion that serves as a side sill mounting portion, and a CFRP member joined to the surface of the inner member. The CFRP member is provided at least between the opening and the side sill attaching portion.

別の観点による本発明は、センターピラーであって、センターピラーアウターと、上記のセンターピラーインナーとを備え、前記センターピラーアウターと前記センターピラーインナーとが互いのフランジ部で接合されていることを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided a center pillar, comprising a center pillar outer and the center pillar inner, wherein the center pillar outer and the center pillar inner are joined to each other at a flange portion. It is a feature.

本発明によれば、コストの増加を抑えつつ、センターピラーの軽量化と耐衝撃性を両立させることができる。   According to the present invention, it is possible to achieve both weight reduction and impact resistance of the center pillar while suppressing an increase in cost.

一般的な自動車の車体構造を示す図である。It is a figure which shows the vehicle body structure of a common motor vehicle. 本発明の第1の実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the center pillar which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るセンターピラーの分解図である。It is an exploded view of the center pillar which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るセンターピラーのインナー部材を示す図である。It is a figure which shows the inner member of the center pillar which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図2中のA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 図2中のB−B断面図である。It is BB sectional drawing in FIG. 本発明の第2の実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the center pillar which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るセンターピラーの図2中のA−A断面に相当する図である。It is a figure equivalent to the AA cross section in FIG. 2 of the center pillar which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るセンターピラーの図2中のB−B断面に相当する図である。It is a figure equivalent to the BB cross section in FIG. 2 of the center pillar which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the center pillar which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the center pillar which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 実施例における側面衝突シミュレーションの解析モデルを示す図である。It is a figure which shows the analysis model of the side collision simulation in an Example.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<第1の実施形態>
図2に示すように第1の実施形態のセンターピラー1は、センターピラーアウター10と、センターピラーインナー20で構成されている。センターピラーアウター10は例えば、冷延鋼板またはホットスタンプ鋼板等からなる部材である。図2および図3に示すようにセンターピラーインナー20は、センターピラーアウター10に接合されるインナー部材21と、そのインナー部材21に接合されたCFRP部材22で構成されている。インナー部材21は、例えば、熱延鋼板等からなる部材である。なお、センターピラーアウター10およびインナー部材21を構成する素材は金属であれば特に限定されず、例えば、アルミニウム合金等であってもよい。CFRP部材22とは、所定のマトリックス樹脂に炭素繊維を強化繊維樹脂として含有させた炭素繊維強化樹脂からなる部材である。CFRP部材を構成するマトリックス樹脂および炭素繊維については、後で詳述する。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 2, the center pillar 1 of the first embodiment includes a center pillar outer 10 and a center pillar inner 20. The center pillar outer 10 is a member made of, for example, a cold rolled steel plate or a hot stamped steel plate. As shown in FIGS. 2 and 3, the center pillar inner 20 includes an inner member 21 joined to the center pillar outer 10 and a CFRP member 22 joined to the inner member 21. The inner member 21 is a member made of, for example, a hot rolled steel plate. In addition, the raw material which comprises the center pillar outer 10 and the inner member 21 will not be specifically limited if it is a metal, For example, an aluminum alloy etc. may be sufficient. The CFRP member 22 is a member made of a carbon fiber reinforced resin in which a predetermined matrix resin contains carbon fibers as a reinforced fiber resin. The matrix resin and carbon fiber constituting the CFRP member will be described in detail later.

図4に示すように、センターピラーインナー20の構成部品であるインナー部材21は、シートベルトのリトラクター(巻取装置)が取り付けられるように設けられた開口部21aと、サイドシル30が取り付けられるように設けられたサイドシル取付部21bとを有している。サイドシル取付部21bは、インナー部材21とサイドシル30とが接合された際のインナー部材21の、サイドシル30で覆われる部分に相当する。したがって、開口部21aはシートベルトのリトラクターの取付箇所に相当し、サイドシル取付部21bはサイドシル30の取付箇所に相当する。第1の実施形態のサイドシル取付部21bは、サイドシル30と面接触可能なように平面状に形成されているが、サイドシル取付部21bの形状は特に限定されない。   As shown in FIG. 4, the inner member 21 which is a component of the center pillar inner 20 has an opening 21 a provided so that a seat belt retractor (winding device) can be attached, and a side sill 30 can be attached. The side sill attaching part 21b provided in the. The side sill attachment portion 21 b corresponds to a portion of the inner member 21 that is covered with the side sill 30 when the inner member 21 and the side sill 30 are joined. Therefore, the opening 21 a corresponds to a seat belt retractor mounting location, and the side sill mounting portion 21 b corresponds to a side sill mounting location. Although the side sill attaching part 21b of 1st Embodiment is formed in planar shape so that the surface contact with the side sill 30 is formed, the shape of the side sill attaching part 21b is not specifically limited.

図2〜図6に示すように、インナー部材21の開口部21aのやや下方から上端部21cまでの形状は、高さ方向に垂直な断面視においてハット形状となっており、フランジ部21dが形成されている。センターピラー1は、そのインナー部材21のフランジ部21dと、インナー部材21と同様にハット形状を有するセンターピラーアウター10のフランジ部10aとが例えばスポット溶接により互いに接合されることで製造される。   As shown in FIGS. 2 to 6, the shape of the opening 21a of the inner member 21 from slightly below to the upper end 21c is a hat shape in a cross-sectional view perpendicular to the height direction, and the flange portion 21d is formed. Has been. The center pillar 1 is manufactured by joining the flange portion 21d of the inner member 21 and the flange portion 10a of the center pillar outer 10 having a hat shape like the inner member 21 to each other by spot welding, for example.

第1の実施形態においてはCFRP部材22がインナー部材21の全面に設けられている。CFRP部材22の形状は、インナー部材21のサイドシル取付部21bと上端部21cとの間の形状と同一形状となっており、CFRP部材22には、例えばインナー部材21の開口部21aが覆われることがないように開口部21aと同形状の孔22a(図3)が設けられている。CFRP部材22の厚さは、要求される耐衝撃性や重量制限に応じて適宜変更されるが、例えば1〜4mmであることが好ましい。   In the first embodiment, the CFRP member 22 is provided on the entire surface of the inner member 21. The shape of the CFRP member 22 is the same as the shape between the side sill attachment portion 21b and the upper end portion 21c of the inner member 21, and the CFRP member 22 covers, for example, the opening 21a of the inner member 21. A hole 22a (FIG. 3) having the same shape as the opening 21a is provided. The thickness of the CFRP member 22 is appropriately changed according to the required impact resistance and weight limit, but is preferably 1 to 4 mm, for example.

CFRP部材22はインナー部材21の車内側の表面に接合されている。インナー部材21とCFRP部材22の接合方法は特に限定されないが、例えば接着剤を用いて接合される。また、CFRP部材22のマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であれば、CFRP部材22を加熱してインナー部材21に熱融着することによって接合されてもよい。このため、例えばセンターピラーインナー20は、インナー部材21とセンターピラーアウター10とを接合した後に、接着剤を用いてインナー部材21の車内側の表面にCFRP部材22を貼り付けることで製造される。この場合のセンターピラーインナー20の断面を見ると、インナー部材21とCFRP部材22との間に接着剤が存在していることを確認することができる。   The CFRP member 22 is joined to the inner surface of the inner member 21. The joining method of the inner member 21 and the CFRP member 22 is not particularly limited, but is joined using, for example, an adhesive. Further, if the matrix resin of the CFRP member 22 is a thermoplastic resin, the CFRP member 22 may be joined by being heated and thermally bonded to the inner member 21. Therefore, for example, the center pillar inner 20 is manufactured by bonding the CFRP member 22 to the inner surface of the inner member 21 using an adhesive after joining the inner member 21 and the center pillar outer 10. Looking at the cross section of the center pillar inner 20 in this case, it can be confirmed that an adhesive is present between the inner member 21 and the CFRP member 22.

また、例えばセンターピラーインナー20は、開口部21aが形成されたインナー部材21のブランクに対し、ブランクの開口部21aが覆われないように形状が整えられたCFRP部材22を接着剤または熱融着により接合し、その後プレス成形を行うことで製造される。なお、センターピラーアウター10とセンターピラーインナー20との接合を行う前にインナー部材21とCFRP部材22を接合する場合、センターピラーアウター10とセンターピラーインナー20のスポット溶接の打点がCFRP部材22で覆われた状態とならないように、CFRP部材22にはスポット溶接の打点位置に相当する位置に予め孔(不図示)が設けられる。   Further, for example, the center pillar inner 20 is formed by bonding a CFRP member 22 whose shape is adjusted so that the blank opening 21a is not covered to the blank of the inner member 21 in which the opening 21a is formed. It is manufactured by joining by press forming after that. When the inner member 21 and the CFRP member 22 are joined before the center pillar outer 10 and the center pillar inner 20 are joined, the spot welding spot between the center pillar outer 10 and the center pillar inner 20 is covered with the CFRP member 22. In order to prevent a broken state, the CFRP member 22 is provided with a hole (not shown) in advance at a position corresponding to the spot welding spot position.

なお、CFRP部材22のマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であれば、インナー部材21とCFRP部材22との接合は、上述したように接着剤または熱融着により、熱硬化性樹脂を使用した場合と比較して、より強固に接合することができる。これにより、側面衝突の際にセンターピラーインナー20に衝撃が加わったとしても、インナー部材21の変形にCFRP部材22が追随するので、補強の効果が大きくなる。また、熱可塑性樹脂を用いたCFRPは熱硬化性樹脂を用いたCFRP(約1〜2%程度)よりも伸びが大きい。したがって、熱可塑性樹脂をCFRP部材22に適用すれば、側面衝突時においてCFRP部材22の引っ張りによる仕事量が熱硬化性樹脂を用いた場合よりも大きくなるので、耐衝撃性がさらに向上する。なお、インナー部材21とCFRP部材22との具体的な接合方法については後述する。   If the matrix resin of the CFRP member 22 is a thermoplastic resin, the bonding between the inner member 21 and the CFRP member 22 is compared with the case where a thermosetting resin is used by adhesive or heat fusion as described above. And it can join more firmly. Thereby, even if an impact is applied to the center pillar inner 20 in the case of a side collision, the CFRP member 22 follows the deformation of the inner member 21, so that the reinforcing effect is increased. In addition, CFRP using a thermoplastic resin has a larger elongation than CFRP using a thermosetting resin (about 1-2%). Therefore, if the thermoplastic resin is applied to the CFRP member 22, the work amount due to the pulling of the CFRP member 22 at the time of a side collision becomes larger than that in the case of using the thermosetting resin, so that the impact resistance is further improved. A specific method for joining the inner member 21 and the CFRP member 22 will be described later.

第1の実施形態のセンターピラーインナー20およびそれを備えるセンターピラー1は以上のように構成されている。側面衝突時においてはセンターピラーアウター10に圧縮荷重がかかり、センターピラーインナー20に引張荷重がかかることになるが、第1の実施形態のセンターピラーインナー20にはCFRP部材22が設けられていることにより、側面衝突時に生じる引張荷重をCFRP部材22で受けることができる。CFRPは比強度に優れているため、インナー部材21を高強度化しなくても、軽量化を達成しつつ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。これに伴い、インナー部材21に延性の高い軟鋼板等の金属を用いることも可能となり、側面衝突時のセンターピラーインナー20の破断を抑制することもできる。   The center pillar inner 20 of the first embodiment and the center pillar 1 including the center pillar inner 20 are configured as described above. At the time of a side collision, a compressive load is applied to the center pillar outer 10 and a tensile load is applied to the center pillar inner 20, but the center pillar inner 20 of the first embodiment is provided with a CFRP member 22. Thus, the tensile load generated at the time of a side collision can be received by the CFRP member 22. Since CFRP is excellent in specific strength, it is possible to improve impact resistance while achieving weight reduction without increasing the strength of the inner member 21. Along with this, it becomes possible to use a metal such as a mild steel plate having high ductility for the inner member 21, and it is possible to suppress breakage of the center pillar inner 20 at the time of a side collision.

このように、インナー部材21にCFRP部材22を接合してセンターピラーインナー20を構成すれば、センターピラー1としての耐衝撃性を向上させることができる。換言すると、第1の実施形態のセンターピラーインナー20を用いることで、車両の軽量化を目的としてインナー部材21の板厚を薄くしても十分な耐衝撃性を確保できる。すなわち、センターピラー1の軽量化と耐衝撃性を両立させることができる。さらに、第1の実施形態のようなセンターピラーインナー20においては、インナー部材21全体をCFRPで構成するよりもコストの増加を抑えることができる。   Thus, if the center pillar inner 20 is configured by joining the CFRP member 22 to the inner member 21, the impact resistance of the center pillar 1 can be improved. In other words, by using the center pillar inner 20 of the first embodiment, sufficient impact resistance can be ensured even if the thickness of the inner member 21 is reduced for the purpose of reducing the weight of the vehicle. That is, both the weight reduction and impact resistance of the center pillar 1 can be achieved. Further, in the center pillar inner 20 as in the first embodiment, an increase in cost can be suppressed as compared with the case where the entire inner member 21 is configured by CFRP.

さらに、センターピラーインナー20に使用される程度のCFRP部材22の量であれば、センターピラーインナー20をスクラップとして再利用する場合、インナー部材21とCFRP部材22を分別せず、そのまま溶解させても不純物が過度に増加することはない。したがって、インナー部材21にCFRP部材22が接合されたセンターピラーインナー20はリサイクル性にも優れている。   Furthermore, if the amount of the CFRP member 22 is such that it can be used for the center pillar inner 20, when the center pillar inner 20 is reused as scrap, the inner member 21 and the CFRP member 22 may be dissolved as they are without being separated. Impurities do not increase excessively. Therefore, the center pillar inner 20 in which the CFRP member 22 is joined to the inner member 21 is also excellent in recyclability.

<第2の実施形態>
図7〜図9に示すように第2の実施形態のCFRP部材22は、第1の実施形態のようにインナー部材21の全面には設けられておらず、インナー部材21の開口部21aとサイドシル取付部21bとの間の領域と、インナー部材21のフランジ部21d全体に設けられている。なお、以降の説明においては、インナー部材21の開口部21aとサイドシル取付部21bとの間の領域をインナー部材21の“ロア部21e”と称す。
<Second Embodiment>
As shown in FIGS. 7 to 9, the CFRP member 22 of the second embodiment is not provided on the entire surface of the inner member 21 as in the first embodiment, and the opening 21 a of the inner member 21 and the side sill are not provided. The region between the mounting portion 21 b and the entire flange portion 21 d of the inner member 21 are provided. In the following description, a region between the opening 21a of the inner member 21 and the side sill attaching portion 21b is referred to as a “lower portion 21e” of the inner member 21.

側面衝突時、インナー部材21のロア部21eと、開口部21aの側方のフランジ部21dには大きな塑性ひずみが生じやすいが、第2の実施形態のセンターピラーインナー20はロア部21eと、フランジ部21d全体にCFRP部材22が設けられているため、側面衝突時に変形しやすい箇所を効果的に補強することができる。すなわち、フランジ部21dはセンターピラーアウター10との接合部分であり、センターピラーアウター10に入力される衝撃を受けやすい部分である。このフランジ部21dにCFRP部材22を設けることで、側面衝突によりセンターピラーアウター10の変形に応じたフランジ部21dの変形を抑制することができる。これにより、センターピラーインナー20の耐衝撃性を効果的に向上させることができる。したがって、第2の実施形態のセンターピラーインナー20を用いれば、第1の実施形態のようにインナー部材21の全面にCFRP部材22に設ける場合に比べ、CFRP部材22の使用量を低減してコスト抑制および軽量化を図りつつ、十分な耐衝撃性を確保することができる。   At the time of a side collision, large plastic strain is likely to occur in the lower portion 21e of the inner member 21 and the flange portion 21d on the side of the opening 21a, but the center pillar inner 20 of the second embodiment has a lower portion 21e and a flange. Since the CFRP member 22 is provided on the entire portion 21d, it is possible to effectively reinforce a portion that is easily deformed at the time of a side collision. That is, the flange portion 21 d is a joint portion with the center pillar outer 10, and is a portion that is easily subjected to an impact input to the center pillar outer 10. By providing the CFRP member 22 in the flange portion 21d, it is possible to suppress deformation of the flange portion 21d according to the deformation of the center pillar outer 10 due to a side collision. Thereby, the impact resistance of the center pillar inner 20 can be improved effectively. Therefore, if the center pillar inner 20 of the second embodiment is used, the amount of use of the CFRP member 22 is reduced and the cost is reduced as compared with the case where the CFRP member 22 is provided on the entire surface of the inner member 21 as in the first embodiment. Sufficient impact resistance can be ensured while suppressing and reducing the weight.

<第3の実施形態>
図10に示すように第3の実施形態のCFRP部材22は、インナー部材21のロア部21eと、開口部21aの側方のフランジ部21d’に設けられている。前述の通り、側面衝突時に生じるインナー部材21の塑性ひずみはロア部21eと開口部21aの側方のフランジ部21d’で大きくなりやすいため、第2の実施形態のようにCFRP部材22が、開口部21aより上方に位置するフランジ部21d’に設けられていなくても、開口部21aの側方のフランジ部21d’にCFRP部材22が設けられていれば、インナー部材21を効果的に補強することができる。したがって、第3の実施形態のセンターピラーインナー20を用いれば、第2の実施形態のセンターピラーインナー20に対してさらに、CFRP部材22の使用量を低減してコスト抑制および軽量化を図りつつ、十分な耐衝撃性を確保することができる。
<Third Embodiment>
As shown in FIG. 10, the CFRP member 22 of the third embodiment is provided on the lower portion 21e of the inner member 21 and the flange portion 21d 'on the side of the opening 21a. As described above, the plastic strain of the inner member 21 that occurs at the time of a side collision is likely to increase between the lower portion 21e and the flange portion 21d 'on the side of the opening portion 21a, so that the CFRP member 22 is opened as in the second embodiment. Even if the flange 21d ′ positioned above the portion 21a is not provided, if the CFRP member 22 is provided on the flange 21d ′ on the side of the opening 21a, the inner member 21 is effectively reinforced. be able to. Therefore, if the center pillar inner 20 of the third embodiment is used, the usage amount of the CFRP member 22 is further reduced with respect to the center pillar inner 20 of the second embodiment to reduce the cost and reduce the weight. Sufficient impact resistance can be ensured.

<第4の実施形態>
図11に示すように第4の実施形態のCFRP部材22は、インナー部材21のロア部21eにのみ設けられている。側面衝突時に生じるインナー部材21の塑性ひずみは、インナー部材21においてサイドシル取付部21bと開口部21aの間にあたるロア部21eが顕著に大きくなりやすい。そのため、第4の実施形態ようにロア部21eにのみCFRP部材22を設ける場合であっても効果的にインナー部材21を補強することができる。したがって、第4の実施形態のセンターピラーインナー20を用いれば、第3の実施形態のセンターピラーインナー20に対して、さらなる軽量化を図りつつ、十分な耐衝撃性を確保することができ、重量効率がさらに優れる。
<Fourth Embodiment>
As shown in FIG. 11, the CFRP member 22 of the fourth embodiment is provided only at the lower portion 21 e of the inner member 21. As for the plastic strain of the inner member 21 generated at the time of a side collision, the lower portion 21e between the side sill attachment portion 21b and the opening portion 21a in the inner member 21 tends to be significantly large. Therefore, even when the CFRP member 22 is provided only in the lower portion 21e as in the fourth embodiment, the inner member 21 can be effectively reinforced. Therefore, if the center pillar inner 20 of the fourth embodiment is used, sufficient impact resistance can be ensured while further reducing the weight with respect to the center pillar inner 20 of the third embodiment. Efficiency is even better.

以上の第1〜第4の実施形態で説明したように、インナー部材21に対するCFRP部材22の接合箇所については複数の実施形態が存在するが、コストの増加を抑えつつ、軽量化と耐衝撃性を両立させるという観点においては、CFRP部材22は少なくとも、側面衝突時に塑性ひずみが最も大きくなるインナー部材21のロア部21eに設けられていることが必要となる。   As described in the above first to fourth embodiments, there are a plurality of embodiments for the joint portion of the CFRP member 22 to the inner member 21, but weight reduction and impact resistance while suppressing an increase in cost. From the viewpoint of achieving both of these, the CFRP member 22 needs to be provided at least in the lower portion 21e of the inner member 21 where the plastic strain is greatest at the time of a side collision.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

例えば第1〜第4の実施形態においては、インナー部材21の車内側の表面にCFRP部材22を接合することとしたが、インナー部材21の車外側の表面にCFRP部材22を接合しても良い。すなわち、センターピラーアウター10とインナー部材21との間にCFRP部材22が設けられていても良い。この場合、センターピラーインナー20は、インナー部材21のブランクとCFRP部材22とが予め接合された状態でプレス成形が実施されることで製造される。その後、センターピラーアウター10とセンターピラーインナー20とが例えばスポット溶接で接合されることでセンターピラー1が構成される。なお、スポット溶接を行う場合、CFRP部材22でインナー部材21のスポット溶接の打点が覆われないように、CFRP部材22にはスポット溶接の打点位置に相当する位置に予め孔(不図示)が設けられる。   For example, in the first to fourth embodiments, the CFRP member 22 is joined to the inner surface of the inner member 21. However, the CFRP member 22 may be joined to the outer surface of the inner member 21. . That is, the CFRP member 22 may be provided between the center pillar outer 10 and the inner member 21. In this case, the center pillar inner 20 is manufactured by performing press molding in a state where the blank of the inner member 21 and the CFRP member 22 are bonded in advance. Thereafter, the center pillar outer 10 and the center pillar inner 20 are joined by, for example, spot welding to form the center pillar 1. When spot welding is performed, a hole (not shown) is provided in advance in the CFRP member 22 at a position corresponding to the spot welding spot position so that the CFRP member 22 does not cover the spot welding spot of the inner member 21. It is done.

<CFRP部材の種類>
各実施形態においてインナー部材に貼り付けられ得るCFRP部材は、マトリックス樹脂と、該マトリックス樹脂中に含有され、複合化された炭素繊維材料からなる、炭素繊維強化樹脂部材を意味する。炭素繊維としては、例えば、PAN系またはピッチ系のものが使用できる。炭素繊維を用いることにより、重量に対する強度等を効率よく向上させることができる。
<Types of CFRP members>
The CFRP member that can be affixed to the inner member in each embodiment means a carbon fiber reinforced resin member made of a matrix resin and a composite carbon fiber material contained in the matrix resin. As the carbon fiber, for example, a PAN-based or pitch-based one can be used. By using the carbon fiber, the strength with respect to weight can be improved efficiently.

CFRP部材に用いられるマトリックス樹脂として、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれも使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、並びにビニルエステル樹脂等があげられる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)およびその酸変性物、ナイロン6およびナイロン66等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタラートおよびポリブチレンテレフタラート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、塩化ビニル、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、並びにフェノキシ樹脂等があげられる。なお、マトリックス樹脂は、複数種類の樹脂材料により形成されていてもよい。   As the matrix resin used for the CFRP member, either a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, unsaturated polyester resins, and vinyl ester resins. As thermoplastic resins, polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.) and acid-modified products thereof, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, thermoplastic aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone And polyphenylene ether and modified products thereof, polyarylate, polyetherketone, polyetheretherketone, polyetherketoneketone, styrene resins such as vinyl chloride and polystyrene, and phenoxy resin. The matrix resin may be formed of a plurality of types of resin materials.

金属部材への適用を考慮すると、加工性、生産性の観点から、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、マトリックス樹脂としてフェノキシ樹脂を用いることで、強化繊維材料の密度を高くすることができる。また、フェノキシ樹脂は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と分子構造が酷似しているためエポキシ樹脂と同程度の耐熱性を有する。また、硬化成分をさらに添加することにより、高温環境への適用も可能となる。硬化成分を添加する場合、その添加量は、強化繊維材料への含浸性、FRP部材の脆性、タクトタイムおよび加工性等とを考慮し、適宜決めればよい。   Considering application to a metal member, it is preferable to use a thermoplastic resin as a matrix resin from the viewpoint of workability and productivity. Furthermore, the density of the reinforcing fiber material can be increased by using a phenoxy resin as the matrix resin. Moreover, since the phenoxy resin has a molecular structure very similar to that of an epoxy resin that is a thermosetting resin, the phenoxy resin has a heat resistance comparable to that of an epoxy resin. Moreover, application to a high temperature environment is also possible by further adding a curing component. In the case of adding a curable component, the addition amount may be appropriately determined in consideration of the impregnation property to the reinforcing fiber material, the brittleness of the FRP member, the tact time, the workability, and the like.

<接着樹脂層>
補強部材がCFRP部材等により形成される場合、CFRP部材と金属部材(上記実施形態ではインナー部材21)との間に接着樹脂層が設けられ、該接着樹脂層によりCFRP部材と金属部材とが接合されてもよい。
<Adhesive resin layer>
When the reinforcing member is formed of a CFRP member or the like, an adhesive resin layer is provided between the CFRP member and the metal member (in the above embodiment, the inner member 21), and the CFRP member and the metal member are joined by the adhesive resin layer. May be.

接着樹脂層を形成する接着樹脂組成物の種類は特に限定されない。例えば、接着樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれかであってもよい。熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の種類は特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィンおよびその酸変性物、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、AS樹脂、ABS樹脂、ポリエチレンテレフタラートやポリブチレンテレフタラート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシメチレン、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、並びにポリエーテルケトンケトン等から選ばれる1種以上を使用することができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、およびウレタン樹脂から選ばれる1種以上を使用することができる。   The kind of adhesive resin composition which forms an adhesive resin layer is not specifically limited. For example, the adhesive resin composition may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin. The kind of thermosetting resin and thermoplastic resin is not particularly limited. Examples of thermoplastic resins include polyolefins and acid-modified products thereof, polystyrene, polymethyl methacrylate, AS resin, ABS resin, thermoplastic aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, polyamide, polyamide Use one or more selected from imide, polyetherimide, polyethersulfone, polyphenylene ether and modified products thereof, polyphenylene sulfide, polyoxymethylene, polyarylate, polyetherketone, polyetheretherketone, and polyetherketoneketone can do. Moreover, as a thermosetting resin, 1 or more types chosen from an epoxy resin, a vinyl ester resin, a phenol resin, and a urethane resin can be used, for example.

接着樹脂組成物は、CFRP部材を構成するマトリックス樹脂の特性、補強部材の特性または金属部材の特性に応じて適宜選択され得る。例えば、接着樹脂層として極性のある官能基を有する樹脂や酸変性などを施された樹脂を用いることで、接着性が向上する。   The adhesive resin composition can be appropriately selected according to the characteristics of the matrix resin constituting the CFRP member, the characteristics of the reinforcing member, or the characteristics of the metal member. For example, the adhesiveness is improved by using a resin having a polar functional group or a resin subjected to acid modification as the adhesive resin layer.

このように、上述した接着樹脂層を用いてCFRP部材を金属部材に接着させることにより、CFRP部材と金属部材との密着性を向上させることができる。そうすると、金属部材に対し荷重が入力された際の、CFRP部材の変形追従性を向上させることができる。この場合、金属部材の変形体に対するCFRP部材の効果をより確実に発揮させることが可能となる。   Thus, the adhesion between the CFRP member and the metal member can be improved by adhering the CFRP member to the metal member using the above-described adhesive resin layer. Then, the deformation followability of the CFRP member when a load is input to the metal member can be improved. In this case, the effect of the CFRP member on the deformed body of the metal member can be more reliably exhibited.

なお、接着樹脂層を形成するために用いられる接着樹脂組成物の形態は、例えば、粉体、ワニス等の液体、フィルム等の固体とすることができる。   In addition, the form of the adhesive resin composition used for forming the adhesive resin layer can be, for example, a liquid such as powder or varnish, or a solid such as a film.

また、接着樹脂組成物に架橋硬化性樹脂および架橋剤を配合して、架橋性接着樹脂組成物を形成してもよい。これにより接着樹脂組成物の耐熱性が向上するため、高温環境下での適用が可能となる。架橋硬化性樹脂として、例えば2官能性以上のエポキシ樹脂や結晶性エポキシ樹脂を用いることができる。また、架橋剤として、アミンや酸無水物等を用いることができる。また、接着樹脂組成物には、その接着性や物性を損なわない範囲において、各種ゴム、無機フィラー、溶剤等その他添加物が配合されてもよい。   Moreover, you may mix | blend a crosslinking curable resin and a crosslinking agent with an adhesive resin composition, and may form a crosslinkable adhesive resin composition. Thereby, since the heat resistance of the adhesive resin composition is improved, application under a high temperature environment becomes possible. As the cross-linking curable resin, for example, a bifunctional or higher functional epoxy resin or a crystalline epoxy resin can be used. Moreover, an amine, an acid anhydride, etc. can be used as a crosslinking agent. Moreover, various additives, such as various rubber | gum, an inorganic filler, a solvent, may be mix | blended with the adhesive resin composition in the range which does not impair the adhesiveness and physical property.

CFRP部材の金属部材への複合化は、種々の方法により実現される。例えば、CFRP部材となるCFRPまたはその前駆体であるCFRP成形用プリプレグと、金属部材とを、上述した接着樹脂組成物で接着し、該接着樹脂組成物を固化(または硬化)させることで得られる。この場合、例えば、加熱圧着を行うことにより、CFRP部材と金属部材とを複合化させることができる。   The compounding of the CFRP member into the metal member can be realized by various methods. For example, it can be obtained by bonding a CFRP prepreg as a CFRP member or a CFRP molding prepreg, which is a CFRP member, and a metal member with the above-described adhesive resin composition and solidifying (or curing) the adhesive resin composition. . In this case, for example, the CFRP member and the metal member can be combined by performing thermocompression bonding.

上述したCFRPまたはCFRP成形用プリプレグの金属部材への接着は、部品の成形前、成形中または成形後に行われ得る。例えば、被加工材である金属材料を金属部材に成形した後に、CFRPまたはCFRP成形用プリプレグを該金属部材に接着しても良い。また、被加工材にCFRPまたはCFRP成形用プリプレグを加熱圧着により接着した後に、CFRP部材が接着された該被加工材を成形して複合化された金属部材を得てもよい。CFRP部材のマトリクス樹脂が熱可塑性樹脂であれば、CFRP部材が接着された部分について曲げ加工等の成形を行うことも可能である。また、CFRP部材のマトリクス樹脂が熱可塑樹脂である場合、加熱圧着工程と成形工程とが一体となった複合一括成形が行われてもよい。   The above-mentioned adhesion of the CFRP or CFRP molding prepreg to the metal member can be performed before molding, during molding, or after molding. For example, a CFRP or CFRP molding prepreg may be bonded to the metal member after a metal material, which is a workpiece, is molded into the metal member. Alternatively, a CFRP or CFRP molding prepreg may be bonded to the workpiece by thermocompression bonding, and then the workpiece to which the CFRP member is bonded is molded to obtain a composite metal member. If the matrix resin of the CFRP member is a thermoplastic resin, the portion where the CFRP member is bonded can be formed by bending or the like. Further, when the matrix resin of the CFRP member is a thermoplastic resin, composite batch molding in which the thermocompression bonding step and the molding step are integrated may be performed.

なお、CFRP部材と金属部材との接合方法は、上述した接着樹脂層による接着に限られない。例えば、CFRP部材と金属部材とは、機械的に接合されてもよい。より具体的には、CFRP部材と金属部材のそれぞれ対応する位置に締結用の孔が形成され、これらがボルトやリベット等の締結手段により当該孔を介して締結されることにより、CFRP部材と金属部材とが接合されていてもよい。他にも公知の接合手段によってCFRP部材と金属部材とが接合されてもよい。また、複数の接合手段により複合的にCFRP部材と金属部材とが接合されてもよい。例えば、接着樹脂層による接着と、締結手段による締結とが複合的に用いられてもよい。   In addition, the joining method of a CFRP member and a metal member is not restricted to the adhesion | attachment by the adhesive resin layer mentioned above. For example, the CFRP member and the metal member may be mechanically joined. More specifically, a fastening hole is formed at a position corresponding to each of the CFRP member and the metal member, and these are fastened through the hole by fastening means such as a bolt or a rivet, whereby the CFRP member and the metal member are fastened. The member may be joined. In addition, the CFRP member and the metal member may be joined by a known joining means. In addition, the CFRP member and the metal member may be joined together by a plurality of joining means. For example, the adhesion by the adhesive resin layer and the fastening by the fastening means may be used in combination.

<金属部材およびその表面処理>
本発明に係る金属部材は、めっきされていてもよい。これにより、耐食性が向上する。特に、金属部材が鋼材である場合は、より好適である。めっきの種類は特に限定されず、公知のめっきを用いることができる。例えば、めっき鋼板(鋼材)として、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融合金化亜鉛めっき鋼板、Zn−Al−Mg系合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Zn−Ni系合金めっき鋼板等が用いられ得る。
<Metal member and its surface treatment>
The metal member according to the present invention may be plated. Thereby, corrosion resistance improves. In particular, it is more suitable when the metal member is a steel material. The type of plating is not particularly limited, and known plating can be used. For example, as a galvanized steel sheet (steel material), a galvanized steel sheet, a galvannealed steel sheet, a Zn-Al-Mg alloy-plated steel sheet, an aluminum-plated steel sheet, an electrogalvanized steel sheet, an electric Zn-Ni alloy-plated steel sheet, etc. Can be used.

また、金属部材は、表面に化成処理とよばれる皮膜が被覆されていてもよい。これにより、耐食性がより向上する。化成処理として、一般に公知の化成処理を用いることができる。例えば、化成処理として、りん酸亜鉛処理、クロメート処理、クロメートフリー処理等を用いることができる。また、上記皮膜は、公知の樹脂皮膜であってもよい。   Moreover, the metal member may be coated with a film called chemical conversion treatment on the surface. Thereby, corrosion resistance improves more. As the chemical conversion treatment, a generally known chemical conversion treatment can be used. For example, as the chemical conversion treatment, zinc phosphate treatment, chromate treatment, chromate-free treatment or the like can be used. Further, the film may be a known resin film.

また、金属部材は、一般に公知の塗装が施されているものであってもよい。これにより、耐食性がより向上する。塗装として、公知の樹脂を用いることができる。例えば、塗装として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはふっ素系樹脂等を主樹脂としたものを用いることができる。また、塗装には、必要に応じて、一般に公知の顔料が添加されていてもよい。また、塗装は、顔料が添加されていないクリヤー塗装であってもよい。かかる塗装は、CFRP部材を複合化する前に予め金属部材に施されていてもよいし、CFRP部材を複合化した後に金属部材に施されてもよい。また、予め金属部材に塗装が施されたのちにCFRP部材が複合化され、さらにその後塗装が施されてもよい。塗装に用いられる塗料は、溶剤系塗料、水系塗料または紛体塗料等であってもよい。塗装の施工方法として、一般に公知の方法が適用され得る。例えば、塗装の施工方法として、電着塗装、スプレー塗装、静電塗装または浸漬塗装等が用いられ得る。電着塗装は、金属部材の端面や隙間部を被覆するのに適しているため、塗装後の耐食性に優れる。また、塗装前に金属部材の表面にりん酸亜鉛処理やジルコニア処理等の一般に公知の化成処理を施すことにより、塗膜密着性が向上する。   In addition, the metal member may be one that has been generally painted. Thereby, corrosion resistance improves more. As the coating, a known resin can be used. For example, as a coating, an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, or a fluorine resin can be used as a main resin. Moreover, generally well-known pigment may be added to the coating as needed. The coating may be a clear coating to which no pigment is added. Such coating may be applied to the metal member in advance before the CFRP member is combined, or may be applied to the metal member after the CFRP member is combined. Alternatively, the CFRP member may be combined after the metal member has been painted in advance, and then painted. The paint used for painting may be a solvent-based paint, a water-based paint, a powder paint, or the like. In general, a known method can be applied as a method of painting. For example, electrodeposition coating, spray coating, electrostatic coating, immersion coating, or the like can be used as a coating method. Since electrodeposition coating is suitable for coating the end face and gap portion of a metal member, it is excellent in corrosion resistance after coating. Moreover, coating film adhesion improves by performing generally well-known chemical conversion treatments, such as a zinc phosphate process and a zirconia process, on the surface of a metal member before coating.

センターピラーインナーの構成の違いによる耐衝撃性を評価するため、図12のような解析モデルを作成し、側面衝突シミュレーションを実施した。シミュレーション条件はJNCAPの側面衝突試験の条件に準拠している。下記表1に側面衝突シミュレーションを実施した各センターピラーの構成を示す。   In order to evaluate the impact resistance due to the difference in the configuration of the center pillar inner, an analysis model as shown in FIG. 12 was created and a side collision simulation was performed. The simulation conditions conform to the conditions of the side impact test of JNCAP. Table 1 below shows the configuration of each center pillar for which a side collision simulation was performed.

Figure 2019182168
Figure 2019182168

比較例1のセンターピラーインナーは、板厚が0.95mmの340MPa級鋼板のみで構成されている。比較例2のセンターピラーインナーは、板厚が0.6mmの340MPa級の鋼板のみで構成されている。比較例2の鋼板は、比較例1の鋼板よりも板厚が薄く、いわゆる薄肉化された鋼板である。   The center pillar inner of Comparative Example 1 is composed only of a 340 MPa class steel plate having a plate thickness of 0.95 mm. The center pillar inner of Comparative Example 2 is composed of only a 340 MPa grade steel plate having a plate thickness of 0.6 mm. The steel plate of Comparative Example 2 is a so-called thinned steel plate that is thinner than the steel plate of Comparative Example 1.

実施例1のセンターピラーインナーは、接着剤を用いて比較例2の鋼板の全面に、板厚が2mmのCFRP部材を貼り付けた構成であり、図2に示す第1の実施形態と同様の構成である。実施例2のセンターピラーインナーは、接着剤を用いて比較例2の鋼板のロア部とフランジ部全体に、板厚が2mmのCFRP部材を貼り付けた構成であり、図7に示す第2の実施形態と同様の構成である。実施例3のセンターピラーインナーは、接着剤を用いて比較例2の鋼板のロア部と、開口部側方のフランジ部に、板厚が2mmのCFRP部材を貼り付けた構成であり、図10に示す第4の実施形態と同様の構成である。センターピラーアウターは各例で共通しており、1.5GPa級のホットスタンプ鋼板のみで構成されている。なお、表1中のトータル重量の項目に記載された括弧内の数値は、比較例2のセンターピラーのトータル重量との差を示している。   The center pillar inner of Example 1 has a configuration in which a CFRP member having a thickness of 2 mm is attached to the entire surface of the steel plate of Comparative Example 2 using an adhesive, and is the same as that of the first embodiment shown in FIG. It is a configuration. The center pillar inner of Example 2 has a configuration in which a CFRP member having a thickness of 2 mm is attached to the entire lower portion and flange portion of the steel plate of Comparative Example 2 using an adhesive. The second pillar shown in FIG. The configuration is the same as that of the embodiment. The center pillar inner of Example 3 has a configuration in which a CFRP member having a thickness of 2 mm is attached to the lower portion of the steel plate of Comparative Example 2 and the flange portion on the side of the opening using an adhesive. This is the same configuration as the fourth embodiment shown in FIG. The center pillar outer is common in each example, and is composed of only 1.5 GPa class hot stamped steel plate. In addition, the numerical value in the parenthesis described in the item of total weight in Table 1 indicates a difference from the total weight of the center pillar of Comparative Example 2.

上記条件の下で実施した側面衝突シミュレーションでは、乗員の胸部および腰部に相当する地上高さにおけるセンターピラーの車内側への侵入量と、重量効率について評価した。下記表2では、比較例2のセンターピラーに対する比較例1および実施例1〜3のセンターピラーにおけるピラー侵入量の変化率(表2中の衝突減少)と、重量効率(衝突減少/重量増加分)を示している。   In the side collision simulation carried out under the above conditions, the amount of intrusion of the center pillar into the vehicle and the weight efficiency at the ground height corresponding to the chest and waist of the occupant were evaluated. In Table 2 below, the rate of change of the amount of penetration of the pillars in the center pillars of Comparative Example 1 and Examples 1 to 3 with respect to the center pillar of Comparative Example 2 (reduction in collision in Table 2) and weight efficiency (reduction in collision / weight increase) ).

Figure 2019182168
Figure 2019182168

表2に示すように、実施例1〜3におけるセンターピラーは、インナー部材の板厚が大きい比較例1のセンターピラーに対して胸部および腰部ともに衝突減少効果に関する重量効率が向上した。また、本シミュレーションでは、胸部に対する重量効率の向上効果は実施例1で最も大きくなり、腰部に対する重量効率の向上効果は実施例2で最も大きくなった。実施例3においても、腰部に対する重量効率の向上効果は実施例2と同等であり、重量効率に優れている。   As shown in Table 2, in the center pillars in Examples 1 to 3, the weight efficiency related to the collision reducing effect was improved in both the chest and the waist as compared with the center pillar in Comparative Example 1 in which the plate thickness of the inner member was large. Further, in this simulation, the effect of improving the weight efficiency for the chest was the largest in Example 1, and the effect of improving the weight efficiency for the waist was the largest in Example 2. Also in Example 3, the effect of improving the weight efficiency with respect to the waist is equal to that of Example 2, and the weight efficiency is excellent.

実施例1のセンターピラーは、インナー部材の板厚が大きい比較例1に対して軽量化の効果が大きいわけではないが、上記表2に示す結果に鑑みると、実施例1のセンターピラーインナーの構成の場合、インナー部材の板厚をさらに薄くしても十分な耐衝撃性が得られることが推定される。このため、さらなる軽量化を図りつつ、比較例1と同等以上の耐衝撃性を確保することができる。したがって、実施例1のセンターピラーインナーを用いれば、軽量化と耐衝撃性を両立させることができる。   Although the center pillar of Example 1 is not necessarily light in weight reduction effect compared to Comparative Example 1 in which the plate thickness of the inner member is large, in view of the results shown in Table 2 above, the center pillar inner of Example 1 In the case of the configuration, it is estimated that sufficient impact resistance can be obtained even if the plate thickness of the inner member is further reduced. For this reason, the impact resistance equivalent to or higher than that of Comparative Example 1 can be ensured while further reducing the weight. Therefore, if the center pillar inner of Example 1 is used, both weight reduction and impact resistance can be achieved.

実施例2のセンターピラーの衝突減少効果は胸部および腰部ともに比較例1と同等レベルであるが、重量効率は向上している。したがって、実施例2のセンターピラーインナーを用いれば、軽量化と耐衝撃性を両立させることができる。また、実施例3のセンターピラーの衝突減少効果は胸部および腰部を含めたセンターピラー全体としての耐衝撃性は、インナー部材の板厚が大きい比較例1と同等レベルである。また、実施例3のセンターピラーは、表2に示されるように、インナー部材の板厚が大きい比較例1に対する軽量化の効果も大きい。したがって、実施例3のセンターピラーインナーを用いれば、軽量化と耐衝撃性を両立させることができる。また、実施例3においては、比較例1に対して軽量化の効果が大きいことから、CFRP部材の板厚を例えば0.1mm程度厚くして耐衝撃性を高めたとしても、比較例1に対する軽量化の効果を十分に得ることができる。   The collision reduction effect of the center pillar of Example 2 is equivalent to that of Comparative Example 1 in both the chest and waist, but the weight efficiency is improved. Therefore, if the center pillar inner of Example 2 is used, both weight reduction and impact resistance can be achieved. In addition, the impact reduction effect of the center pillar of Example 3 is equivalent to that of Comparative Example 1 in which the impact resistance of the center pillar as a whole including the chest and waist is large. In addition, as shown in Table 2, the center pillar of Example 3 has a large weight reduction effect with respect to Comparative Example 1 in which the plate thickness of the inner member is large. Therefore, if the center pillar inner of Example 3 is used, both weight reduction and impact resistance can be achieved. Moreover, in Example 3, since the effect of weight reduction is large with respect to Comparative Example 1, even if the plate thickness of the CFRP member is increased by, for example, about 0.1 mm to improve the impact resistance, the Comparative Example 1 is improved. The effect of weight reduction can be sufficiently obtained.

また、実施例3のセンターピラーインナーの構成は、インナー部材のロア部と、開口部側方のフランジ部にCFRP部材が設けられたものであるが、実施例3の結果に鑑みると、側面衝突時に塑性ひずみが大きくなるインナー部材のロア部にのみCFRP部材が設けられた場合であっても十分な耐衝撃性が得られると推定される。したがって、CFRP部材がインナー部材のロア部にのみ設けられたセンターピラーインナーであっても、軽量化と耐衝撃性を両立させることができ、素材にかかるコストも抑制することができる。   In addition, the configuration of the center pillar inner of Example 3 is such that a CFRP member is provided on the lower part of the inner member and the flange part on the side of the opening. It is presumed that sufficient impact resistance can be obtained even when the CFRP member is provided only at the lower portion of the inner member where the plastic strain sometimes increases. Therefore, even if the CFRP member is a center pillar inner provided only at the lower part of the inner member, both weight reduction and impact resistance can be achieved, and the cost of the material can be suppressed.

本発明は、自動車のセンターピラーに利用することができる。   The present invention can be used for an automobile center pillar.

1 センターピラー
10 センターピラーアウター
10a センターピラーアウターのフランジ部
20 センターピラーインナー
21 インナー部材
21a インナー部材の開口部
21b インナー部材のサイドシル取付部
21c インナー部材の上端部
21d インナー部材のフランジ部
21d’ 開口部側方のフランジ部
21e インナー部材のロア部
22 CFRP部材
22a CFPR部材の孔
30 サイドシル
1 Center Pillar 10 Center Pillar Outer 10a Center Pillar Outer Flange 20 Center Pillar Inner 21 Inner Member 21a Inner Member Opening 21b Inner Member Side Sill Mounting 21c Inner Member Upper End 21d Inner Member Flange 21d ′ Opening Side flange portion 21e Inner member lower portion 22 CFRP member 22a CFPR member hole 30 Side sill

Claims (5)

シートベルトのリトラクターの取付箇所となる開口部と、サイドシルの取付箇所となるサイドシル取付部とを有するインナー部材と、
前記インナー部材の表面に接合されたCFRP部材とを備え、
前記CFRP部材が少なくとも前記開口部と前記サイドシル取付部との間に設けられている、センターピラーインナー。
An inner member having an opening serving as a seat belt retractor mounting position and a side sill mounting section serving as a side sill mounting position;
A CFRP member joined to the surface of the inner member,
A center pillar inner in which the CFRP member is provided at least between the opening and the side sill attachment.
前記CFRP部材が、前記開口部側方の前記インナー部材のフランジ部にさらに設けられている、請求項1に記載のセンターピラーインナー。   The center pillar inner according to claim 1, wherein the CFRP member is further provided on a flange portion of the inner member on the side of the opening. 前記CFRP部材が前記開口部よりも上方に位置する前記インナー部材のフランジ部にさらに設けられている、請求項2に記載のセンターピラーインナー。   The center pillar inner according to claim 2, wherein the CFRP member is further provided at a flange portion of the inner member positioned above the opening. 前記CFRP部材のマトリックス樹脂は熱可塑性樹脂である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセンターピラーインナー。   The center pillar inner according to any one of claims 1 to 3, wherein a matrix resin of the CFRP member is a thermoplastic resin. センターピラーアウターと、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のセンターピラーインナーとを備え、
前記センターピラーアウターと前記センターピラーインナーとが互いのフランジ部で接合されている、センターピラー。

Center pillar outer,
The center pillar inner according to any one of claims 1 to 4, and
The center pillar, wherein the center pillar outer and the center pillar inner are joined to each other by a flange portion.

JP2018074642A 2018-04-09 2018-04-09 Center pillar inner and center pillar Active JP7035743B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018074642A JP7035743B2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Center pillar inner and center pillar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018074642A JP7035743B2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Center pillar inner and center pillar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019182168A true JP2019182168A (en) 2019-10-24
JP7035743B2 JP7035743B2 (en) 2022-03-15

Family

ID=68339028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018074642A Active JP7035743B2 (en) 2018-04-09 2018-04-09 Center pillar inner and center pillar

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7035743B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111717289A (en) * 2020-06-17 2020-09-29 江苏新程(武汉)汽车零部件有限公司 Lightweight automobile side wall reinforcing plate and machining method thereof
JP2021130427A (en) * 2020-02-21 2021-09-09 豊田鉄工株式会社 Vehicle pillar structure

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10273074A (en) * 1997-03-28 1998-10-13 Nissan Motor Co Ltd Car body structure of automobile
JP2008254595A (en) * 2007-04-05 2008-10-23 Toyota Motor Corp Pillar structure of vehicle body
JP2013212731A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicle
JP2014080183A (en) * 2012-09-26 2014-05-08 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicle
JP2015160524A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 本田技研工業株式会社 Vehicle body structure
JP2017210678A (en) * 2016-05-23 2017-11-30 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company Bainite steel and vehicle body
JP2017226268A (en) * 2016-06-21 2017-12-28 株式会社Subaru Fiber-reinforced resin-made center pillar structure

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10273074A (en) * 1997-03-28 1998-10-13 Nissan Motor Co Ltd Car body structure of automobile
JP2008254595A (en) * 2007-04-05 2008-10-23 Toyota Motor Corp Pillar structure of vehicle body
JP2013212731A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicle
JP2014080183A (en) * 2012-09-26 2014-05-08 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicle
JP2015160524A (en) * 2014-02-27 2015-09-07 本田技研工業株式会社 Vehicle body structure
JP2017210678A (en) * 2016-05-23 2017-11-30 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company Bainite steel and vehicle body
JP2017226268A (en) * 2016-06-21 2017-12-28 株式会社Subaru Fiber-reinforced resin-made center pillar structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021130427A (en) * 2020-02-21 2021-09-09 豊田鉄工株式会社 Vehicle pillar structure
JP7217717B2 (en) 2020-02-21 2023-02-03 豊田鉄工株式会社 Vehicle pillar structure
CN111717289A (en) * 2020-06-17 2020-09-29 江苏新程(武汉)汽车零部件有限公司 Lightweight automobile side wall reinforcing plate and machining method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP7035743B2 (en) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11945205B2 (en) Curved panel part
JP6801825B2 (en) Structural members for vehicles
JP2019182168A (en) Center pillar inner and center pillar
WO2019198672A1 (en) T-shaped joint structure
JP6693605B1 (en) Vehicle structural member
JP6969674B2 (en) Automotive structural members
US11731392B2 (en) Panel structure
JP6708323B1 (en) Center pillar inner and center pillar
CN111918781B (en) Component having top plate portion and side wall portion
JP6617859B1 (en) Structural members for vehicles
JP6683293B2 (en) Automotive T-joint structure
JP7087768B2 (en) Structural members for vehicles
JP7107055B2 (en) Vehicle structural member
JP2019182166A (en) Vehicle structure member
JP7140211B2 (en) Exterior panels and automobiles with exterior panels
JP2019209660A (en) Curved surface panel member

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190605

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220214

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7035743

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151