JP7240308B2 - Vehicle pillar structure - Google Patents

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Description

本発明は、閉断面形状を有する車両用ピラー構造に関する。 The present invention relates to a vehicle pillar structure having a closed cross-sectional shape.

従来、一方向に延びる第1パネルと、第1パネルの車両外側に配置されてハット形断面を有する第2パネルと、が両側縁部で接合され、閉断面形状が一方向に連続して形成された車両用ピラーが種々提案されている。 Conventionally, a first panel extending in one direction and a second panel arranged on the vehicle outer side of the first panel and having a hat-shaped cross section are joined at both side edges to form a closed cross-sectional shape continuously in one direction. Various vehicle pillars have been proposed.

例えば下記特許文献1には、第1面部と幅広の第2面部とが対向し、第1面部と第2面部との幅方向の端部同士が2つの側面部で繋がれて閉断面を構成した車両用フレーム構造において、各側面部における第1面部と第2面部との間の中間位置に、閉断面内側に突出する屈曲部を設けた構造が提案されている。 For example, in Patent Document 1 below, a first surface portion and a wide second surface portion face each other, and widthwise ends of the first surface portion and the second surface portion are connected to each other by two side surfaces to form a closed cross section. In such a vehicle frame structure, a structure is proposed in which a bent portion protruding toward the inside of the closed cross-section is provided at an intermediate position between the first surface portion and the second surface portion of each side surface portion.

このような車両用フレーム構造では、第1面部における長手方向の中間位置に外部入力荷重が作用すると、側面部の第1面部側の端部ないしその近傍に、閉断面外向きに作用する力が生じるが、閉断面内側に突出する屈曲部により閉断面外向きの力を打ち消す力が生じる。そのため、第1面部に大きな外部入力荷重が作用しても、側面部の第1面部側の座屈を防止できるとされている。 In such a vehicle frame structure, when an external input load acts on the longitudinally intermediate position of the first surface portion, a force acts on the end portion of the side surface portion on the side of the first surface portion or in the vicinity thereof in the outward direction of the closed cross-section. However, the bending portion protruding toward the inside of the closed cross-section generates a force that cancels the outward force of the closed cross-section. Therefore, even if a large external input load acts on the first surface portion, it is possible to prevent buckling of the side surface portion on the side of the first surface portion.

下記特許文献2には、ピラーアウタ部材とピラーインナ部材とが対向配置されて両側縁のフランジ部で溶接固定されていて、ピラーアウタ部材に外壁部と一対の側壁部とが設けられ、側壁部に車幅方向の途中で屈曲させて稜線が設けられた車両側部構造が提案されている。この構造にあっては、車幅方向外側から荷重が作用すると、側壁部が稜線を基点として折れ曲がることで、フランジ部に過度の荷重が集中することを防止して、フランジ部における溶接点の破断を抑制している。 In Patent Document 2 below, a pillar outer member and a pillar inner member are arranged to face each other and are fixed by welding at flange portions on both side edges. A vehicle side structure has been proposed in which a ridgeline is provided by bending in the middle of the direction. In this structure, when a load is applied from the outside in the vehicle width direction, the side wall bends around the ridgeline, preventing excessive load from being concentrated on the flange and breaking the weld point on the flange. is suppressed.

特開2013-159121号公報JP 2013-159121 A 特開2018-94964号公報JP 2018-94964 A

しかしながら、このような従来の車両用ピラーでは、対向配置された車両外側の外壁部と車両内側の内壁部との間の縦壁部に長手方向に延びる屈曲部を設けることで、側突時等に車両外側から衝撃荷重が入力された際、縦壁部の座屈を抑制したり、縦壁部を積極的に座屈させたりしていた。縦壁部に長手方向に延びる屈曲部を設けた車両用ピラーでは、屈曲部で縦壁部の他の部位から不連続に強度が変化しているためである。 However, in such a conventional vehicle pillar, a bent portion extending in the longitudinal direction is provided in the vertical wall portion between the outer wall portion on the vehicle outer side and the inner wall portion on the inner side of the vehicle, which are arranged opposite to each other. When an impact load is input from the outside of the vehicle, the buckling of the vertical wall portion is suppressed or the vertical wall portion is actively buckled. This is because, in a vehicle pillar in which a vertical wall portion is provided with a bent portion extending in the longitudinal direction, the strength at the bent portion changes discontinuously from other portions of the vertical wall portion.

ところが、CAE解析の結果、縦壁部に長手方向に延びる屈曲部が設けられていると、側突時等に車両外側から衝撃荷重が入力された際、車両用ピラーに変形が生じた初期段階で、縦壁部の屈曲部より外側の領域に膨らみや撓みが生じていて、材料の強度を十分に有効には活用できていないことが明らかになった。
その結果、従来の車両用ピラーでは、外壁部や縦壁部等の各部の板厚を厚くすることで強度を確保していて、衝撃荷重が入力された際の強度に更なる改善の余地があることが判明した。
However, as a result of CAE analysis, if the vertical wall has a bent portion extending in the longitudinal direction, the vehicle pillar is deformed at the initial stage when the impact load is input from the outside of the vehicle in the event of a side collision. , it became clear that the region outside the bent portion of the vertical wall portion swells and bends, and the strength of the material cannot be fully utilized effectively.
As a result, in conventional vehicle pillars, strength is ensured by increasing the plate thickness of each part such as the outer wall and vertical wall, and there is room for further improvement in strength when impact load is input. It turns out there is.

そこで本発明では、車両外側から衝撃荷重が入力された際の強度を確保しつつ、軽量化を図ることが可能な車両用ピラー構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle pillar structure capable of reducing weight while ensuring strength when an impact load is applied from the outside of the vehicle.

上記課題を解決する本発明の車両用ピラー構造は、一方向に延びる第1パネルと、第1パネルより車両外側に配置されてハット形断面が一方向に連続する第2パネルと、が両側縁部で接合されることで、閉断面形状が一方向に連続して形成された車両用ピラー構造であって、第2パネルは、ハット形断面の頂部に設けられた外壁部と、外壁部と各側縁部との間にそれぞれ設けられた縦壁部と、を備え、縦壁部は、外壁部から各側縁部まで屈曲部なく連続した湾曲形状を有し、前記側縁部の前記第1パネルに対する角度が前記外壁部から各前記側縁部まで連続的に漸減していることを特徴とする。 A pillar structure for a vehicle according to the present invention for solving the above-mentioned problems is provided by a first panel extending in one direction and a second panel arranged on the outer side of the vehicle from the first panel and having a hat-shaped cross section that continues in one direction. A pillar structure for a vehicle in which a closed cross-sectional shape is continuously formed in one direction by being joined at a portion, wherein the second panel includes an outer wall portion provided at the top of the hat-shaped cross-section, and an outer wall portion. and a vertical wall portion provided between each side edge portion, the vertical wall portion having a curved shape that is continuous from the outer wall portion to each side edge portion without a bent portion, and the side edge portion of the The angle to the first panel tapers continuously from the outer wall to each side edge .

本発明の車両用ピラー構造は、縦壁部において外壁部から各側縁部まで曲率半径が漸減しているのが好適である。
本発明の車両用ピラー構造は、好ましくは、縦壁部において外壁部と連続する外側端部から側縁部と連続する内側端部までの範囲で、側縁部の第1パネルに対する角度が直角以下の角度から連続して変化する。
Preferably, in the vehicle pillar structure of the present invention, the radius of curvature of the vertical wall portion gradually decreases from the outer wall portion to each side edge portion.
In the vehicle pillar structure of the present invention, the angle of the side edge with respect to the first panel is preferably a right angle in the range from the outer edge continuous with the outer wall to the inner edge continuous with the side edge in the vertical wall. It changes continuously from the following angles.

本発明の車両用ピラー構造によれば、第1パネルと両側縁部で接合されて閉断面形状を形成する第2パネルが、外壁部と外壁部の両側の縦壁部とを備え、その縦壁部が外壁部から各側縁部まで連続した湾曲形状を有しているので、車両外側から衝撃荷重が入力された際の強度が外壁部から各側縁部までの間の縦壁部に不連続に変化する部位が生じない。 According to the vehicle pillar structure of the present invention, the second panel, which is joined to the first panel at both side edges to form a closed cross-sectional shape, includes the outer wall and the vertical walls on both sides of the outer wall. Since the wall portion has a curved shape that continues from the outer wall portion to each side edge portion, the strength when an impact load is input from the outside of the vehicle is provided by the vertical wall portion between the outer wall portion and each side edge portion. There are no discontinuously changing sites.

しかも縦壁部の外壁部から各側縁部まで、側縁部の第1パネルに対する角度が漸減するように角部なく連続した湾曲形状に形成されているので、第2パネルの外壁部側に車両外側から衝撃荷重が入力されると、初期段階で各縦壁部の外壁部側に膨らみや撓みが生じることを抑えて、各縦壁部の外壁部から側縁部までの間の全体で均等に分散して、衝撃荷重を支持することができる。 Moreover, from the outer wall portion of the vertical wall portion to each side edge portion, since the angle of the side edge portion with respect to the first panel is gradually reduced, it is formed in a continuous curved shape without corners. When an impact load is input from the outside of the vehicle, the outer wall side of each vertical wall is prevented from bulging or flexing in the initial stage, and the entire area from the outer wall to the side edge of each vertical wall is It can support impact loads evenly distributed.

よって、本発明の車両用ピラー構造によれば、車両外側から衝撃荷重が入力された際の強度を確保しつつ、軽量化を図り得る車両用ピラー構造を提供することができる。 Therefore, according to the vehicle pillar structure of the present invention, it is possible to provide a vehicle pillar structure capable of achieving weight reduction while ensuring strength when an impact load is input from the outside of the vehicle.

本発明の車両用ピラー構造において、縦壁部では外壁部から各側縁部まで曲率半径が漸減していれば、より効率よく車両外側から衝撃荷重を縦壁全体に分散して支持することができる。 In the vehicle pillar structure of the present invention, if the radius of curvature of the vertical wall portion gradually decreases from the outer wall portion to each side edge portion, the impact load from the outside of the vehicle can be distributed and supported over the entire vertical wall more efficiently. can.

本発明の車両用ピラー構造において、縦壁部では外壁部と連続する外側端部から側縁部と連続する内側端部までの範囲で、側縁部の第1パネルに対する角度が直角以下の角度から連続して変化するように構成すれば、外壁部に衝撃荷重が入力された際、縦壁部の外壁部側の膨らみや撓みを確実に防止するとともに、縦壁部の第1パネル近傍に屈曲部位が生じて強度が低下するようなことを防止できる。 In the vehicle pillar structure of the present invention, in the vertical wall portion, the angle of the side edge portion with respect to the first panel is a right angle or less in the range from the outer end portion continuous with the outer wall portion to the inner end portion continuous with the side edge portion. If it is configured to continuously change from It is possible to prevent a bent portion from being generated and a decrease in strength.

本発明の実施形態に係る車両用ピラー構造の側面図である。1 is a side view of a vehicle pillar structure according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る車両用ピラー構造を示す図1のA-A断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing the vehicle pillar structure according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係る第1パネルと第2パネルとの接合状態における図1のA-A断面相当図である。FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to AA of FIG. 1 in a state where the first panel and the second panel are joined according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施例及び比較例において設定した車両用ピラー構造の断面を示す図で、(a)は実施例1の構造、(b)は比較例1の構造、(c)は比較例2の構造を示す。1 is a diagram showing a cross section of a vehicle pillar structure set in an example and a comparative example of the present invention, (a) is the structure of Example 1, (b) is the structure of Comparative Example 1, and (c) is the structure of Comparative Example 2. Show structure. 本発明の実施例及び比較例においてシミュレーションにより得られたF-S線図である。FIG. 2 is an FS diagram obtained by simulation in Examples and Comparative Examples of the present invention;

以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。本実施形態では、車両用ピラー構造として、車幅方向に重なるように組み合わされた3枚のパネルを備えたセンターピラー10の構造の例を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, as a vehicle pillar structure, an example of a structure of a center pillar 10 including three panels that are combined so as to overlap in the vehicle width direction will be described.

このセンターピラー10の構造では、図1及び図2に示すように、一方向として車両上下方向Dhに延びる第1パネルとしてのインナーパネル11と、インナーパネル11より車両外側Doに配置されてハット形断面が車両上下方向Dhに連続する第2パネルとしてのセンターピラーリインフォースメント(以下、センターピラーRFと称する)13と、車両上下方向Dhに延びるアウターパネル15と、を備えている。 In the structure of the center pillar 10, as shown in FIGS. 1 and 2, an inner panel 11 as a first panel extending in the vehicle vertical direction Dh as one direction, and a hat-shaped inner panel 11 disposed on the outer side Do of the vehicle from the inner panel 11 A center pillar reinforcement (hereinafter referred to as center pillar RF) 13 as a second panel whose cross section is continuous in the vehicle vertical direction Dh, and an outer panel 15 extending in the vehicle vertical direction Dh are provided.

特に限定されるものではないが、本実施形態ではインナーパネル11とアウターパネル15とがルーフサイドレール部19とロッカ部17とに上下端で接合されていて、センターピラーRF13がルーフサイドレール部19からセンターピラー10の途中位置までの範囲に配設されている。 Although not particularly limited, in this embodiment, the inner panel 11 and the outer panel 15 are joined to the roof side rail portion 19 and the rocker portion 17 at upper and lower ends, and the center pillar RF 13 is connected to the roof side rail portion 19. to the middle position of the center pillar 10.

インナーパネル11は、車体外形形状及び車室形状に対応した立体形状を有するとともに、各種の取付部、接合部、ビード等を有するが、本発明の要点ではないため、図中では詳細な記載を省略し、略平板状に簡略して図示している。
アウターパネル15は、ハット形断面を有して車両上下方向Dhに延びており、インナーパネルに対応した形状を有し、車体外形形状及び車室形状に応じた立体形状で各種の取付部、接合部、ビード等が設けられているが、詳細な図示は省略する。
このアウターパネル15の車両前後方向の両側には、フランジ状の側縁部15aが設けられており、これらの側縁部15aがインナーパネル11の両側の側縁部11aと溶接などにより接合されることで、上下に連続する閉断面形状が形成されている。
The inner panel 11 has a three-dimensional shape corresponding to the outer shape of the vehicle body and the shape of the passenger compartment, and also has various attachment portions, joint portions, beads, etc., but these are not the main point of the present invention, so detailed descriptions are not shown in the figure. It is omitted, and is simplified and illustrated in a substantially flat plate shape.
The outer panel 15 has a hat-shaped cross section and extends in the vertical direction Dh of the vehicle. Parts, beads, etc. are provided, but detailed illustration is omitted.
Flange-shaped side edge portions 15a are provided on both sides of the outer panel 15 in the vehicle front-rear direction, and these side edge portions 15a are joined to the side edge portions 11a on both sides of the inner panel 11 by welding or the like. Thus, a closed cross-sectional shape that continues vertically is formed.

センターピラーRF13は、ハット形断面の頂部に設けられた外壁部13bと、アウターパネル15の両側縁部15a間よりも狭い幅で形成された車両前後方向Dfにおける両側に設けられたフランジ状の側縁部13aと、外壁部13bと各側縁部13aとの間にそれぞれ設けられた一対の縦壁部13cと、を備えている。 The center pillar RF13 includes an outer wall portion 13b provided at the top of the hat-shaped cross section, and flange-like sides provided on both sides in the vehicle front-rear direction Df formed with a width narrower than the width between the side edge portions 15a of the outer panel 15. It has an edge portion 13a and a pair of vertical wall portions 13c provided between the outer wall portion 13b and each side edge portion 13a.

このセンターピラーRF13は、両側のフランジ状の側縁部13aをインナーパネル11の側縁部11aに略平行に当接配置して、溶接等により接合されている。本実施形態では、両側の側縁部13aが車両前後方向に延長して設けられており、この側縁部13aの外側にアウターパネル15の側縁部15aが配置されて、インナーパネル11の側縁部13aと積層状態で接合されている。センターピラーRF13がインナーパネル11と接合されることで、車両上下方向Dhに連続する閉断面形状が形成されている。 The center pillar RF 13 has flange-shaped side edges 13a on both sides thereof contacting the side edges 11a of the inner panel 11 substantially in parallel and joined by welding or the like. In this embodiment, the side edge portions 13a on both sides are provided extending in the vehicle front-rear direction, and the side edge portions 15a of the outer panel 15 are arranged outside the side edge portions 13a so that the inner panel 11 side is provided. It is joined to the edge portion 13a in a layered state. The center pillar RF13 is joined to the inner panel 11 to form a closed cross-sectional shape that continues in the vehicle vertical direction Dh.

このセンターピラーRF13は、各縦壁部13cが特定の形状を有している。具体的には、図3に示すように、まず各縦壁部13cが外壁部13bと連続する位置の外側端部13dから、各側縁部13aと連続する位置の内側端部13eまでの間で、側縁部13aにおけるインナーパネル11に対する角度θが漸減するように、角部を形成することなく、好ましくは角部及び平坦部分が無いように連続した湾曲形状を有している。 Each vertical wall portion 13c of the center pillar RF13 has a specific shape. Specifically, as shown in FIG. 3, first, each vertical wall portion 13c extends from an outer end portion 13d at a position continuous with the outer wall portion 13b to an inner end portion 13e at a position continuous with each side edge portion 13a. The side edge portion 13a has a curved shape without corners, preferably without corners and flat portions, so that the angle θ of the side edge 13a with respect to the inner panel 11 gradually decreases.

本実施形態の各縦壁部13cにあっては、縦壁部13cの外壁部13bと連続する位置の外側端部13dでは、側縁部13aのインナーパネル11に対する角度θが直角以下の角度、好ましくは直角に近似した直角未満の角度とされている。一方、側縁部13aと連続してインナーパネル11と平行となる位置の内側端部13eでは、側縁部13aのインナーパネル11に対する角度θが0度とされている。そのため、各縦壁部13cでは、側縁部13aのインナーパネル11に対する角度θが直角以下の角度から0度まで連続的に変化している。 In each vertical wall portion 13c of the present embodiment, the angle θ of the side edge portion 13a with respect to the inner panel 11 is a right angle or less at the outer end portion 13d of the vertical wall portion 13c at a position continuous with the outer wall portion 13b. It is preferably an angle less than a right angle that approximates a right angle. On the other hand, the angle θ of the side edge portion 13a with respect to the inner panel 11 is 0 degrees at the inner end portion 13e that is continuous with the side edge portion 13a and parallel to the inner panel 11. As shown in FIG. Therefore, in each vertical wall portion 13c, the angle θ of the side edge portion 13a with respect to the inner panel 11 continuously changes from a right angle or less to 0 degrees.

また本実施形態の各縦壁部13cでは、湾曲形状の曲率半径、即ち、センターピラーRF13を長手方向と直交する方向に切断したときのハット形の断面形状における縦壁部13cの曲率半径が、外壁部13b側で大きく、各側縁部13aで小さくなっており、外壁部13bから各側縁部13aまでの間で曲率半径が漸減するように形成されている。
本実施形態では、縦壁部13cを内外方向に複数の領域に分割し、領域毎に曲率半径を変化させることで曲率半径を実質的に漸減させている。
In each vertical wall portion 13c of the present embodiment, the curvature radius of the curved shape, that is, the curvature radius of the vertical wall portion 13c in the hat-shaped cross-sectional shape when the center pillar RF13 is cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction is The outer wall portion 13b side is larger, and each side edge portion 13a is smaller, and the radius of curvature gradually decreases from the outer wall portion 13b to each side edge portion 13a.
In this embodiment, the vertical wall portion 13c is divided into a plurality of regions in the inner and outer directions, and the radius of curvature is substantially gradually decreased by changing the radius of curvature for each region.

さらに本実施形態のセンターピラーRF13において、外壁部13bにおける縦壁部13cとの隣接部位では、縦壁部13cの湾曲形状とは逆方向に湾曲した形状を有し、曲率半径が変曲点を介して連続して変化することで、外壁部13bと縦壁部13cとの境界付近で角部や平坦部分が生じることなく、連続的な湾曲形状が保たれている。 Further, in the center pillar RF13 of the present embodiment, the portion of the outer wall portion 13b adjacent to the vertical wall portion 13c has a shape curved in the opposite direction to the curved shape of the vertical wall portion 13c, and the radius of curvature has an inflection point. By continuously changing through the outer wall portion 13b and the vertical wall portion 13c, a continuous curved shape is maintained without forming a corner portion or a flat portion in the vicinity of the boundary between the outer wall portion 13b and the vertical wall portion 13c.

このようなセンターピラー10の構造では、車両の側突時にアウターパネル15の外側から車両内側Diへの横方向の衝撃荷重が入力されると、初期段階でアウターパネル15が変形して、センターピラーRF13に外壁部13b側から衝撃荷重が負荷される。そして、この荷重が縦壁部13cに負荷されると、縦壁部13c全体に分散されてインナーパネル11との閉断面形状の変形により、効率よく衝撃荷重が吸収される。 In such a structure of the center pillar 10, when a lateral impact load is input from the outer side of the outer panel 15 to the inner side Di of the vehicle in the event of a side collision of the vehicle, the outer panel 15 is deformed in the initial stage, and the center pillar is deformed. An impact load is applied to the RF 13 from the side of the outer wall portion 13b. When this load is applied to the vertical wall portion 13c, the impact load is efficiently absorbed by the deformation of the closed cross-sectional shape with the inner panel 11, which is distributed over the entire vertical wall portion 13c.

以上のような本実施形態のセンターピラー10の構造によれば、インナーパネル11と両側縁部13aで接合されて閉断面形状を形成するセンターピラーRF13が、外壁部13bと外壁部13bの両側の縦壁部13cとを備え、その縦壁部13cが外壁部13bから各側縁部13aまで連続した湾曲形状を有しているので、車両外側Doから衝撃荷重が入力された際の強度が、外壁部13bから各側縁部13aまでの間の縦壁部13cに不連続に変化する部位が生じない。 According to the structure of the center pillar 10 of the present embodiment as described above, the center pillar RF13, which is joined to the inner panel 11 at both side edge portions 13a to form a closed cross-sectional shape, is positioned between the outer wall portion 13b and both sides of the outer wall portion 13b. Since the vertical wall portion 13c has a curved shape continuous from the outer wall portion 13b to each side edge portion 13a, the strength when an impact load is input from the vehicle outside Do is There is no portion that changes discontinuously in the vertical wall portion 13c between the outer wall portion 13b and each side edge portion 13a.

さらに、縦壁部13cの外壁部13bから各側縁部13aまで、側縁部13aのインナーパネル11に対する角度θが漸減するように、角部を形成しないように連続した湾曲形状に形成されているので、センターピラーRF13の外壁部13b側に車両外側Doから衝撃荷重が入力されると、初期段階で各縦壁部13cの外壁部13b側に膨らみや撓みが生じることを抑えて、各縦壁部13cの外壁部13bから側縁部13aまでの間の全体で均等に分散して衝撃荷重を支持することができる。
その結果、本実施形態のセンターピラー10の構造によれば、車両外側Doから衝撃荷重が入力された際の強度を確保しつつ軽量化を図ることが可能になる。
Furthermore, from the outer wall portion 13b of the vertical wall portion 13c to each of the side edge portions 13a, the angle θ of the side edge portion 13a with respect to the inner panel 11 is gradually reduced, so that a continuous curved shape is formed without forming corners. Therefore, when an impact load is input from the vehicle outer side Do to the outer wall portion 13b side of the center pillar RF13, the vertical wall portion 13c is prevented from being bulged or bent in the initial stage, and each vertical The impact load can be evenly distributed over the entire area from the outer wall portion 13b to the side edge portion 13a of the wall portion 13c to support the impact load.
As a result, according to the structure of the center pillar 10 of the present embodiment, it is possible to reduce the weight while ensuring strength when an impact load is input from the vehicle outer side Do.

本実施形態のセンターピラー10の構造では、縦壁部13cの湾曲形状が外壁部13bから各側縁部13aまで曲率半径が漸減しているので、より効率よく車両外側Doから衝撃荷重を縦壁全体に分散して支持することができる。 In the structure of the center pillar 10 of the present embodiment, the curvature radius of the vertical wall portion 13c gradually decreases from the outer wall portion 13b to each side edge portion 13a. It can be distributed and supported throughout.

本実施形態のセンターピラー10の構造では、外壁部13bにおける縦壁部13cとの隣接部が、縦壁部13cの湾曲形状とは逆方向に湾曲して縦壁部13cと角部なく連続している。従って、外壁部13bの頂部に衝撃荷重が入力された直後に、縦壁部13cとの連結部分に屈曲部位が生じて強度が低下するようなことを防止できる。 In the structure of the center pillar 10 of the present embodiment, the portion of the outer wall portion 13b adjacent to the vertical wall portion 13c is curved in the direction opposite to the curved shape of the vertical wall portion 13c and is continuous with the vertical wall portion 13c without corners. ing. Therefore, it is possible to prevent a bending portion from being formed in the connection portion with the vertical wall portion 13c immediately after the impact load is input to the top portion of the outer wall portion 13b, thereby preventing a reduction in strength.

本実施形態のセンターピラー10の構造では、縦壁部13cの外壁部13bと連続する外側端部13dから側縁部13aと連続する内側端部13eまでの範囲で、側縁部13aのインナーパネル11に対する角度θが直角以下の角度から連続して変化して形成されている。よって、外壁部13bに衝撃荷重が入力された際、縦壁部13cの外壁部13b側の膨らみや撓みを確実に防止することができると同時に、縦壁部13cのインナーパネル11近傍に屈曲部位が生じて強度が低下するようなことを防止できる。 In the structure of the center pillar 10 of the present embodiment, the inner panel of the side edge portion 13a extends from the outer edge portion 13d of the vertical wall portion 13c continuous with the outer wall portion 13b to the inner edge portion 13e continuous with the side edge portion 13a. The angle θ with respect to 11 is continuously changed from an angle less than a right angle. Therefore, when an impact load is applied to the outer wall portion 13b, it is possible to reliably prevent the vertical wall portion 13c from bulging or bending on the outer wall portion 13b side. It is possible to prevent the occurrence of a decrease in strength.

本実施形態は本発明の範囲内において適宜変更可能である。
上記実施形態では、センターピラー10の構造に本発明の車両用ピラー構造を適用した例について説明したが、特に限定されるものではなく、フロントピラー、リヤピラーなどであっても同様に適用可能である。
This embodiment can be changed as appropriate within the scope of the present invention.
In the above embodiment, an example in which the vehicle pillar structure of the present invention is applied to the structure of the center pillar 10 has been described. .

上記実施形態では、インナーパネル11とセンターピラーRF13とアウターパネル15との3枚のパネルを車両内外方向に組み合わせて構成した車両用ピラー構造の例について説明し、第1パネルをインナーパネル11とし、第2パネルをセンターピラーRF13としたが、特にこの組合せに限定されるものではない。 In the above embodiment, an example of a vehicle pillar structure configured by combining three panels, that is, the inner panel 11, the center pillar RF 13, and the outer panel 15, is described. Although the second panel is the center pillar RF13, the combination is not particularly limited.

例えば第1パネルをインナーパネル11とし、第2パネルをアウターパネル15とし、両者の間に他のセンターピラーRFを配置して本発明の車両用ピラー構造を構成することも可能である。また第1パネルをインナーパネル11とし、第2パネルをアウターパネル15として、2枚のパネルを車両内外方向に組み合わせて構成した車両用ピラー構造とすることも可能である。さらに上記では、センターピラー10の構造について説明したため上下方向に配設されているが、車幅方向或いは車両前後方向に延びる自動車用ピラーであっても本発明は適用可能である。 For example, the first panel may be the inner panel 11, the second panel may be the outer panel 15, and another center pillar RF may be arranged between them to construct the vehicle pillar structure of the present invention. It is also possible to construct a vehicle pillar structure in which the first panel is the inner panel 11 and the second panel is the outer panel 15, and the two panels are combined in the vehicle inward and outward directions. Further, in the above description, the structure of the center pillar 10 has been described, so that it is arranged in the vertical direction.

以下、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
図4(a)に示すような断面形状が一軸方向に連続した車両用ピラー構造について、4点曲げ試験で、車両外側から所定の衝撃荷重を入力して変形させるシミュレーションを、CAE解析を用いて実施した。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
A four-point bending test was performed on a vehicle pillar structure whose cross-sectional shape is continuous in the uniaxial direction, as shown in Fig. 4(a). carried out.

この車両用ピラー構造は、鋼材からなる第1パネルとしてのインナーパネル11と、インナーパネル11の車両外側Doに配置されてハット形断面形状を有する鋼材からなる第2パネルとしてのアウターパネル15と、アウターパネル15の内側面に積層された鋼材からなるセンターピラーRF13と、を備えている。
インナーパネル11には、長手方向に連続したフランジ状の側縁部11aが幅方向両側に一対で平行に設けられている。
This vehicle pillar structure includes an inner panel 11 as a first panel made of steel, an outer panel 15 as a second panel made of steel and having a hat-shaped cross-section, which is arranged on the vehicle outer side Do of the inner panel 11, A center pillar RF13 made of steel laminated on the inner surface of the outer panel 15 is provided.
The inner panel 11 is provided with a pair of flange-shaped side edges 11a that are continuous in the longitudinal direction and are arranged in parallel on both sides in the width direction.

アウターパネル15はハット形断面形状を有し、幅方向両側にはインナーパネル11の側縁部11aと同じ間隔で長手方向に連続して設けられた一対のフランジ状の側縁部15aと、ハット形断面形状の頂部にインナーパネル11と対向して設けられた外壁部15bと、外壁部15bと各側縁部15aとの間に設けられた一対の縦壁部15cと、を備えている。 The outer panel 15 has a hat-shaped cross section, and a pair of flange-shaped side edges 15a provided continuously in the longitudinal direction at the same intervals as the side edges 11a of the inner panel 11 on both sides in the width direction, and a hat. It has an outer wall portion 15b provided facing the inner panel 11 at the top of the shaped cross section, and a pair of vertical wall portions 15c provided between the outer wall portion 15b and the side edge portions 15a.

アウターパネル15の外壁部15bは、両側縁部15aから突出して両側縁部15a間より狭い幅に形成されている。外壁部15bにおける縦壁部15cとの隣接部位は、縦壁部15cとは逆方向に湾曲して連続している。
アウターパネル15の各縦壁部15cは、外壁部13bと連続する位置の外側端部から側縁部15aと連続する位置の内側端部までの間、インナーパネル11の側縁部11aに対する角度θが漸減するように、連続した湾曲形状を有する。また各縦壁部15cの曲率半径は、外壁部15b側から各側縁部15a側までの間で漸減している。
The outer wall portion 15b of the outer panel 15 protrudes from the side edge portions 15a and has a width narrower than the width between the side edge portions 15a. A portion of the outer wall portion 15b adjacent to the vertical wall portion 15c is curved in the opposite direction to the vertical wall portion 15c and continues.
Each vertical wall portion 15c of the outer panel 15 forms an angle θ with respect to the side edge portion 11a of the inner panel 11 from the outer end portion where it is continuous with the outer wall portion 13b to the inner end portion where it is continuous with the side edge portion 15a. It has a continuous curved shape such that . The radius of curvature of each vertical wall portion 15c gradually decreases from the outer wall portion 15b side to each side edge portion 15a side.

センターピラーRF13は、断面形状がアウターパネル15の車両外側部分の相似形状を有し、両側縁が、インナーパネル11から一定距離した位置でアウターパネル15の縦壁部15cの内側面に固定されている。 The center pillar RF13 has a cross-sectional shape similar to that of the vehicle outer side portion of the outer panel 15, and both side edges thereof are fixed to the inner surface of the vertical wall portion 15c of the outer panel 15 at a certain distance from the inner panel 11. there is

実施例1では、このようなセンターピラーRF13がアウターパネル15の外壁部15b及び両縦壁部15cの内側に重ねて接合されるとともに、アウターパネル15の各側縁部15aとインナーパネル11の各側縁部11aとが接合されることで、閉断面形状が直線的に連続し車両用ピラー構造が構成されている。 In Example 1, such a center pillar RF13 is overlapped and joined to the inside of the outer wall portion 15b and both vertical wall portions 15c of the outer panel 15, and each side edge portion 15a of the outer panel 15 and each of the inner panel 11 By joining with the side edge portion 11a, the closed cross-sectional shape continues linearly to form a vehicle pillar structure.

このような車両用ピラー構造について、4点曲CAEを実施したところ、図5に示すようなF-S線図が得られた。ピーク荷重は165kgfで、質量効率は0.156kgf/mmであった。さらに変形時には、アウターパネル15が外向きに膨らむような変形は実質的に生じなかった。 When four-point curve CAE was performed on such a vehicle pillar structure, an FS diagram as shown in FIG. 5 was obtained. The peak load was 165 kgf and the mass efficiency was 0.156 kgf/mm 2 . Further, during the deformation, substantially no deformation such as outward swelling of the outer panel 15 occurred.

[比較例1]
図4(b)に示すように、アウターパネル15の縦壁部15cが湾曲することなく実質的に連続した傾斜平面形状に形成されている他は、全て実施例1と同様にして車両用ピラー構造を設定し、シミュレーションを実施した。
4点曲げのCAE解析を実施して得られたF-S線図を図5に示す。ピーク荷重は142kgfで、質量効率は0.127kgf/mmであった。さらに変形時には、アウターパネル15が外向きに大きく膨らんで変形した。
[Comparative Example 1]
As shown in FIG. 4(b), the vertical wall portion 15c of the outer panel 15 is formed in a substantially continuous inclined planar shape without being curved. A structure was set and a simulation was performed.
FIG. 5 shows an FS diagram obtained by performing CAE analysis of four-point bending. The peak load was 142 kgf and the mass efficiency was 0.127 kgf/mm 2 . Furthermore, when deformed, the outer panel 15 swelled outward greatly and deformed.

[比較例2]
図4(c)に示すように、アウターパネル15の縦壁部15cが湾曲することなく、中間位置において長手方向に連続した屈曲線15fで屈曲させた2つの傾斜平面形状に形成されている他は、全て実施例1と同様にして車両用ピラー構造を設定し、シミュレーションを実施した。
4点曲げのCAE解析を実施して得られたF-S線図を図5に示す。ピーク荷重は156kgfで、質量効率は0.147kgf/mmであった。さらに変形時には、アウターパネル15が外向きに大きく膨らんで変形した。
[Comparative Example 2]
As shown in FIG. 4(c), the vertical wall portion 15c of the outer panel 15 is not curved and is formed into two inclined planar shapes bent along a bending line 15f continuous in the longitudinal direction at an intermediate position. , a vehicle pillar structure was set in the same manner as in Example 1, and a simulation was performed.
FIG. 5 shows an FS diagram obtained by performing CAE analysis of four-point bending. The peak load was 156 kgf and the mass efficiency was 0.147 kgf/mm 2 . Furthermore, when deformed, the outer panel 15 swelled outward greatly and deformed.

実施例1及び比較例1、2から明らかなように、第2パネルであるアウターパネル15の各縦壁部15cを、本発明実施例のように屈曲部のない湾曲形状とすることで、ピーク荷重を増大でき、質量効率を向上できることが確認できた。 As is clear from Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, each vertical wall portion 15c of the outer panel 15, which is the second panel, has a curved shape without a bent portion as in the example of the present invention, so that the peak It was confirmed that the load could be increased and the mass efficiency could be improved.

Dh 車両上下方向
Do 車両外側
Di 車両内側
Df 車両前後方向
θ インナーパネルに対する角度
10 センターピラー
11 インナーパネル
11a 側縁部
13 センターピラーRF
13a 側縁部
13b 外壁部
13c 縦壁部
13d 外側端部
13e 内側端部
15 アウターパネル
15a 側縁部
15b 外壁部
15c 縦壁部
15f 屈曲線
17 ロッカ部
19 ルーフサイドレール部
Dh Vehicle vertical direction Do Vehicle outer side Di Vehicle inner side Df Vehicle longitudinal direction θ Angle with respect to inner panel 10 Center pillar 11 Inner panel 11a Side edge 13 Center pillar RF
13a side edge portion 13b outer wall portion 13c vertical wall portion 13d outer edge portion 13e inner edge portion 15 outer panel 15a side edge portion 15b outer wall portion 15c vertical wall portion 15f bending line 17 rocker portion 19 roof side rail portion

Claims (3)

一方向に延びる第1パネルと、前記第1パネルより車両外側に配置されてハット形断面が前記一方向に連続した第2パネルと、が両側縁部で接合されることで、閉断面形状が前記一方向に連続して形成された車両用ピラー構造であって、
前記第2パネルは、前記ハット形断面の頂部に設けられた外壁部と、前記外壁部と各前記側縁部との間にそれぞれ設けられた縦壁部と、を備え、
前記縦壁部は、前記外壁部から各前記側縁部まで屈曲部なく連続した湾曲形状を有し、前記側縁部の前記第1パネルに対する角度が前記外壁部から各前記側縁部まで連続的に漸減している、車両用ピラー構造。
A closed cross-sectional shape is formed by joining a first panel extending in one direction and a second panel arranged on the vehicle outer side from the first panel and having a hat-shaped cross section continuous in the one direction at both side edges. The vehicle pillar structure continuously formed in one direction,
The second panel comprises an outer wall portion provided at the top of the hat-shaped cross section, and vertical wall portions provided between the outer wall portion and each of the side edges,
The vertical wall portion has a curved shape that is continuous from the outer wall portion to each of the side edge portions without a bent portion, and the angle of the side edge portion with respect to the first panel is continuous from the outer wall portion to each of the side edge portions. A pillar structure for a vehicle, which gradually decreases in size .
前記縦壁部では前記外壁部から各前記側縁部まで曲率半径が漸減している、請求項1に記載の車両用ピラー構造。 2. The vehicle pillar structure according to claim 1, wherein the vertical wall portion has a radius of curvature that gradually decreases from the outer wall portion to each of the side edges. 前記縦壁部では前記外壁部と連続する外側端部から前記側縁部と連続する内側端部までの範囲で、前記側縁部の前記第1パネルに対する角度が直角以下の角度から連続して変化する、請求項1又は2に記載の車両用ピラー構造。 In the vertical wall portion, in the range from the outer end portion continuous with the outer wall portion to the inner end portion continuous with the side edge portion, the angle of the side edge portion with respect to the first panel is a right angle or less. 3. A vehicle pillar structure according to claim 1 or 2, which is variable.
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