JP4196746B2 - 自動車のセンターピラー構造 - Google Patents
自動車のセンターピラー構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4196746B2 JP4196746B2 JP2003171598A JP2003171598A JP4196746B2 JP 4196746 B2 JP4196746 B2 JP 4196746B2 JP 2003171598 A JP2003171598 A JP 2003171598A JP 2003171598 A JP2003171598 A JP 2003171598A JP 4196746 B2 JP4196746 B2 JP 4196746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer panel
- reinforcement
- center pillar
- bending
- panel
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製の車体部品の構造に関し、特に自動車の車体の強度部材として機能する閉断面構造のセンターピラー等において、軽量化を犠牲にすることなく衝突エネルギー吸収特性を十分に考慮した構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
車体部品の補強構造、例えば強度部材として機能することになる閉断面構造のセンターピラーの補強構造として特許文献1に記載のものが提案されている。
【0003】
この従来の構造では、大幅な重量増加を招くことなく十分な補強効果を得ることを目的として、アウタパネルとインナパネルとからなるいわゆる閉断面構造のセンターピラーの内面にカーボン繊維を含む補強シートを密着するように配設するとともに、その内側に補強シートに密着する合成樹脂製の発泡材を充填し、実質的に金属製のアウタパネルやインナパネル以外に補強シートや樹脂材料を併用することで複合構造のものとしてある。
【0004】
特許文献1に代表されるような従来の技術では、センターピラーの主要素となるアウタパネルおよびインナパネルが共に金属製のものであることに変わりはなく、燃費や動力性能の向上のために車体重量のより一層の軽量化を図ろうとする場合にはなおも改善の余地を残している。
【0005】
このようなことから、より一層の軽量化と耐衝撃性向上等のために、センターピラーそのものを繊維質の強化材を含む樹脂材料すなわちいわゆる繊維強化樹脂材料で形成することが特許文献2等により提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−38157号公報 (図3)
【0007】
【特許文献2】
特開平11−60886号公報 (第2頁)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、センターピラーそのものを繊維強化樹脂にて形成した場合、靜的強度は得られたとしても、例えば側面衝突等の際に衝撃による曲げ荷重が加わると、マトリックス樹脂材料そのものの破断伸びが数パーセントであることから、早い時期に折れ点に亀裂が発生してセンターピラーそのものが負担する荷重が激減してしまい、衝撃エネルギーを十分に吸収することができない。すなわち、折れ点にてセンターピラーそのものが破断してしまうことによって、衝撃荷重をそのセンターピラーの上下両端部を介して車体側に伝達することができなくなることから、側面衝突時の衝撃エネルギーを十分に吸収をすることができなくなる。
【0009】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけセンターピラーに代表されるような車体部品を繊維強化樹脂材料で形成することを前提としつつも、必要十分な衝撃エネルギー吸収性能を具備させることができるようにした構造を提供するものである。
【0010】
請求項1に記載の発明は、繊維質の強化材を含む樹脂材料をもって略ハット型断面形状に形成したアウタパネルの内面側のうち少なくとも長手方向の一部に、アウタパネル自体の断面形状と略相似形をなす金属製のレインフォースを配設するとともに、そのアウタパネルの開放部側に金属製のインナパネルを添設して、上記アウタパネルのフランジ部とインナパネルとを共締め結合することで閉断面構造のものとして形成し、上記レインフォースの頂部平面のうちアウタパネルとの重合部であって且つ曲げ荷重入力時に当該レインフォースが折れ曲がる部位に、その折れ曲がり方向の曲げ変形容易部としてアウタパネルの外面側から内面側に向かって凸形状となる曲げ変形促進ビード部を形成するとともに、上記レインフォースの頂部平面のうちアウタパネルとの重合部に、曲げ変形促進ビード部と直交するように断面凹状もしくは凸状の補助ビード部を形成したことを特徴とする。レインフォースとしては伸び特性に優れた例えば鋼板製のものを用いるものとし、アウタパネルに対するそのレインフォースの配置位置は、アウタパネルへの曲げ荷重入力時に折れ曲がる部位の周辺部とする。
【0013】
したがって、請求項1に記載の発明では、樹脂製のアウタパネルが伸び特性に優れた金属製のレインフォースを備えていることで、例えば曲げによる入力荷重が作用した場合に、アウタパネルそのものが破断したとしても金属製のレインフォースが曲げ変形容易部をきっかけとして伸び変形を生じ、それによってアウタパネルの材質に依存することなく必要十分な衝撃エネルギー吸収量を確保できることになる。
【0014】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、樹脂製のセンターピラーでありながら曲げによる入力荷重作用時に意図したエネルギー吸収モードでの変形およびエネルギー吸収量を容易に且つ確実に確保できる効果がある。すなわち、曲げによる入力荷重によって樹脂製のアウタパネルが破断したとしてもレインフォースが変形しながら折れ曲がることになるため、最大荷重が発生してもなおもその荷重の低下が防止され、必要十分な衝撃エネルギー吸収量を確保できる。
【0015】
図1,2は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、図10に示すように自動車車体1の強度部材であるセンターピラー2の構造を示している。
【0016】
車体部品としてのセンターピラー2は、図1の(A),(B)に示すように、略ハット型断面形状をなす樹脂製のアウタパネル3とそのアウタパネル3の開放部側に配置した金属製(例えば鋼板製)のインナパネル4とをもって閉断面構造のものとして形成されていて、アウタパネル3の内側(内面側)にはアウタパネル3自体とほぼ相似形をなす金属製のレインフォース5が配設されている。
【0017】
アウタパネル3はガラス繊維やカーボン繊維等を強化材として含有する例えばナイロン(登録商標)あるいはポリプロピレン等のいわゆる繊維強化樹脂にて形成されていて、必要に応じて図3に示すようにその内下面に複数状のリブ6が長手方向に沿って突設される。これらのリブ6は、アウタパネル3を例えば射出成形法にて成形する際に同時成形される。
【0018】
一方、レインフォース5はその断面形状がアウタパネル3とほぼ相似形となるように例えば鋼板等をプレス成形により曲折成形したものであって、繊維強化樹脂製のアウタパネル3を射出成形する際に、金属製のレインフォース5をインサート部材としてインサート成形を行うことにより、両者が不離一体に一体化されている。
【0019】
また、レインフォース5は、その頂部平面5aの長手方向中央部すなわちセンターピラー2への曲げ荷重入力時に折れ曲がる部位の周辺部には、アウタパネル3の外表面側から内面側に向かって断面略V字状の凸形状となる曲げ変形容易部たる曲げ変形促進ビード部7を形成してある。なお、レインフォース5の曲げ変形促進ビード部7の凹状空間には、そのレインフォース5をインサート部材としてアウタパネル3を射出成形する際に樹脂材料をもって埋められることになる。
【0020】
そして、アウタパネル3とインナパネル4はそれらのフランジ部3aに複数のリベット8による締結を施すことによって共締めされるようにして強固に結合されている。
【0021】
ここで、インナパネル4はアウタパネル3の略ハット型断面形状の開きを防止しつつその強度と剛性の向上を図るために設けられている。また、レインフォース5はアウタパネル3の頂部平面3bの長手方向中央部すなわちセンターピラー2への曲げ荷重入力時に折れ曲がる部位の周辺部に相当する位置に配置される。
【0022】
上記の曲げ変形容易部たる曲げ変形促進ビード部7の形状としては、図1の(B)に示すように必ずしも略V字状のものである必要はなく、例えば図4に示すように略台形状の曲げ変形促進ビード部7Aとしたり、あるいは図5に示すように略半円状の曲げ変形促進ビード部7Bとすることもできる。
【0023】
より望ましくは、曲げ変形促進ビード部7,7A,7Bのいずれのタイプを採用する場合であっても、図1の(B)のほか図4,5に示すように、レインフォース5の頂部平面5aにはその曲げ変形促進ビード部7,7A,7Bと直交するように長手方向に沿って断面略矩形状で且つ内側に向かって凹形状の補助ビード部9を膨出形成するものとする。なお、補助ビード部9の断面形状は凹形状以外にも凸形状等のように任意に設定可能である。
【0024】
このように構成されたセンターピラー2、例えば図1,2に示したセンターピラー2によれば、図6の(A)に示すようにアウタパネル3の頂部平面3b側を入力側として例えば車両の側面衝突時と同等のエネルギーすなわち曲げ荷重Fが入力されると曲げモーメントが発生し、外力である荷重Fがセンターピラー2の許容限界以下のものであれば、インナパネル4やレインフォース5にて補強されたセンターピラー2は荷重Fに対抗して所定の強度が得られることになる。
【0025】
その一方、曲げ荷重Fが許容限界以上のものである場合、図6の(B)に示すように引っ張り荷重を受けることになるインナパネル4側の強度が高いことから、圧縮側となるアウタパネル3およびレインフォース5の頂部平面3b,5a側には同図に矢印Mで示したように圧縮荷重が加わることになる。この際に、アウタパネル3はその樹脂層自体の伸び率が小さい故に荷重入力点に亀裂が入り破断してしまうことになるものの、レインフォース5は曲げ変形促進ビード部7をきっかけとして同図のように座屈変形し、それをもってエネルギー吸収効果を持続することになる。なお、図6の(A),(B)では、図1の(B)のほか図4,5に示した補助ビード部9を図示省略してある。
【0026】
図7は上記のようなセンターピラー2に対する曲げモードでの荷重入力時の荷重と変位との関係を示す図で、破線で示す従来構造のもの、すなわち繊維強化樹脂のみで形成されたセンターピラーの場合には、最大荷重発生後にその荷重が急激に低下して十分なエネルギー吸収効果を発揮しないのに対して、実線で示す本実施の形態のものでは、最大荷重発生後もレインフォース5が破断することなく変形が進行し、その変形に伴いある程度の荷重が持続され、これをもって必要十分なエネルギー吸収効果が得られることになる。つまり、本実施の形態によれば、繊維強化樹脂製のアウタパネル3の採用に伴いセンターピラー2の軽量化を図りながら必要十分な衝撃エネルギー吸収効果が得られることになる。
【0027】
その上、図1の(B)のほか図4,5に示すように、レインフォース5に曲げ変形促進ビード部7,7A,7Bと直交するような補助ビード部9を予め設定したことにより、その頂部平面5a側での圧縮荷重が剛性の高い補助ビード部9を介して確実に曲げ変形促進ビード部7,7A,7Bへと伝達され、曲げ変形促進ビード部7,7A,7Bでの変形をきっかけとしてレインフォース5を含むセンターピラー2を確実に座屈変形させることができ、より安定したエネルギー吸収特性が得られることになる。
【0028】
さらに、レインフォース5に曲げ変形容易部として形成される曲げ変形促進ビード部7,7A,7Bのほか補助ビード部9は単に曲折成形したものであるから、プレス成形等にて容易に成形することができ、またそれらの機能のために荷重入力時の挙動が安定化し、エネルギー吸収特性の信頼性が一段と高いものとなる。
【0029】
図8は本発明の第2の実施の形態としてアウタパネル3とレインフォース15とを一体化する場合の別の例を示す。すなわち、先の第1の実施の形態では、図1に示したようにアウタパネル3とレインフォース5とをいわゆるインサート成形法により一体に形成したものであるのに対して、この第2の実施の形態では、アウタパネル3とインナパネル4同士だけでなく、アウタパネル3とレインフォース15とについても多数のリベット8にて締結結合するようにしたものである。
【0030】
すなわち、アウタパネル3とインナパネル4はそれらのフランジ部3aに複数のリベット8による締結を施すことによって共締めされるようにして強固に結合されているとともに、アウタパネル3とレインフォース15はフランジ部3a以外の頂部平面3b,15aや縦壁部3c,15cに複数のリベット8による締結を施すことによって共締めされるようにして強固に結合されている。
【0031】
また、図9は本発明の第3の実施の形態としてアウタパネル3とレインフォース15とを一体化する場合のさらに別の例を示す。すなわち、図9は図2のB部相当部の拡大図を示しており、予めプレス成形されたレインフォース25には図8のリベット6による締結位置に相当する部分に複数の穴21が形成されていて、図示しない射出形成型内にインサート部材となるレインフォース25を位置決めした上で所定の樹脂材料を充填して成形するようにしたものである。その際に、各穴21を通して樹脂材料が通流することによりその表裏両面側が樹脂層で埋められ、実質的にいわゆる熱かしめ方式と同じ手法にてかしめ部22が形成されてアウタパネル3とレインフォース25とが一体に成形されることになる。
【0032】
したがって、この第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様にレインフォース25はそれ自体をインサート部材としてアウタパネル3の射出成形時に一体化したものであるから、アウタパネル3に対するレインフォース25の組み込みが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好ましい実施の形態を示す図で、(A)は図10に示すセンターピラーの要部拡大図、(B)は同図(A)のレインフォースのみの拡大図。
【図2】図1の(A)の拡大垂直断面図。
【図3】図1の(B)におけるアウタパネルの変形例を示す要部拡大図。
【図4】図1の(B)におけるレインフォースの変形例を示す斜視図。
【図5】図1の(B)におけるレインフォースの別の変形例を示す斜視図。
【図6】 図1のセンターピラーについて曲げモードでの荷重入力時の挙動を示す説明図。
【図7】 図7の荷重入力時の荷重−変位特性を示す特性図。
【図8】 本発明の第2の実施の形態を示す図で、図10に示すセンターピラーの拡大断面図。
【図9】 本発明の第3の実施の形態を示す図で、図2のB部相当部の拡大断面図。
【図10】 (A)は自動車車体の概略構造を示す斜視図、(B)は同図(A)のa部拡大図。
【符号の説明】
2…センターピラー(車体部品)
3…アウタパネル
3b…頂部平面
4…インナパネル
5…レインフォース
5a…頂部平面
7…曲げ変形促進ビード部(曲げ変形容易部)
7A…曲げ変形促進ビード部(曲げ変形容易部)
7B…曲げ変形促進ビード部(曲げ変形容易部)
8…リベット
9…補助ビード部
13…補助ビード部
15…レインフォース(インサート部材)
25…レインフォース(インサート部材)
Claims (2)
- 繊維質の強化材を含む樹脂材料をもって略ハット型断面形状に形成したアウタパネルの内面側のうち少なくとも長手方向の一部に、アウタパネル自体の断面形状と略相似形をなす金属製のレインフォースを配設するとともに、そのアウタパネルの開放部側に金属製のインナパネルを添設して、上記アウタパネルのフランジ部とインナパネルとを共締め結合することで閉断面構造のものとして形成し、
上記レインフォースの頂部平面のうちアウタパネルとの重合部であって且つ曲げ荷重入力時に当該レインフォースが折れ曲がる部位に、その折れ曲がり方向の曲げ変形容易部としてアウタパネルの外面側から内面側に向かって凸形状となる曲げ変形促進ビード部を形成するとともに、
上記レインフォースの頂部平面のうちアウタパネルとの重合部に、曲げ変形促進ビード部と直交するように断面凹状もしくは凸状の補助ビード部を形成したことを特徴とする自動車のセンターピラー構造。 - アウタパネルの成形時にレインフォースをインサート部材としてインサート成形を行うことにより、そのアウタパネルとレインフォースを一体成形したことを特徴とする請求項1に記載の自動車のセンターピラー構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003171598A JP4196746B2 (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 自動車のセンターピラー構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003171598A JP4196746B2 (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 自動車のセンターピラー構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005007949A JP2005007949A (ja) | 2005-01-13 |
JP4196746B2 true JP4196746B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=34096000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003171598A Expired - Fee Related JP4196746B2 (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 自動車のセンターピラー構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4196746B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103249634A (zh) * | 2010-12-07 | 2013-08-14 | 丰田自动车株式会社 | 车辆立柱结构 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4587040B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2010-11-24 | マツダ株式会社 | 自動車の乗員保護用エネルギ吸収構造 |
JP5413182B2 (ja) * | 2009-12-22 | 2014-02-12 | アイシン精機株式会社 | ドアリンフォース |
JP5924334B2 (ja) | 2013-12-25 | 2016-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 異種材料の接合構造 |
WO2015145891A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | 本田技研工業株式会社 | 自動車の車体構造 |
KR101594410B1 (ko) * | 2015-10-30 | 2016-02-16 | (주)거성이앤지 | 차량용 충격 흡수재 |
DE102016116787B3 (de) * | 2016-09-07 | 2017-10-05 | Muhr Und Bender Kg | B-Säule für eine Kraftfahrzeugkarosserie sowie Kraftfahrzeugkarosserie mit einer solchen B-Säule |
GB2568538B (en) * | 2017-11-20 | 2022-11-30 | Aston Martin Lagonda Ltd | Vehicle structural assemblies |
JP2019209767A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 本田技研工業株式会社 | 車両用構造体 |
JP6708323B1 (ja) * | 2019-09-11 | 2020-06-10 | 日本製鉄株式会社 | センターピラーインナーおよびセンターピラー |
JP2021147012A (ja) * | 2020-03-23 | 2021-09-27 | 本田技研工業株式会社 | 車体 |
-
2003
- 2003-06-17 JP JP2003171598A patent/JP4196746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103249634A (zh) * | 2010-12-07 | 2013-08-14 | 丰田自动车株式会社 | 车辆立柱结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005007949A (ja) | 2005-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6854795B2 (en) | Automotive side sill reinforcement structure | |
US8403399B2 (en) | Composite liftgate system | |
US7097235B2 (en) | Impact energy absorbing structure of vehicle frame member | |
JP4301269B2 (ja) | 車両用メンバ部材 | |
JP4196746B2 (ja) | 自動車のセンターピラー構造 | |
JP4648047B2 (ja) | 自動車パネル構造体 | |
JP4093124B2 (ja) | 自動車のセンターピラー構造 | |
JP2005507342A (ja) | 車体用衝撃ビーム | |
JPH10181490A (ja) | 自動車の車体上部のエネルギ吸収構造 | |
WO2015080037A1 (ja) | 自動車用バンパー | |
WO2018021421A1 (ja) | 自動車の外装パネル | |
WO2015079876A1 (ja) | 自動車用バンパー | |
JP2009113797A (ja) | 車体構造材用成形品 | |
JPH06101732A (ja) | 複合構造の衝撃吸収用部材 | |
JPH11170935A (ja) | 構造部材 | |
EP4365065A1 (en) | Side sill for vehicle | |
US20240097256A1 (en) | Battery case of automobile and method for manufacturing the same | |
JP4093107B2 (ja) | 自動車のセンターピラー構造 | |
JP2023013373A (ja) | バンパーレインフォース | |
JP5533128B2 (ja) | 自動車の衝突エネルギー吸収部材の補強構造 | |
JP2006207679A (ja) | 衝撃吸収部材の製造方法 | |
JP7438002B2 (ja) | 車両用バンパレインフォースメント | |
CN219584317U (zh) | 车身总成及车辆 | |
JPH08207679A (ja) | エネルギー吸収部材 | |
JP6157438B2 (ja) | 自動車用バンパー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070731 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070914 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080310 |
|
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: 20080909 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080922 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4196746 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |