JPH08310442A - 自動車のセンタピラー補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体重量を増加すること無く、センタピラー
の変形速度を抑制する。 【構成】 センタピラー２０は、下側のドアヒンジリテ
ーナ３６が取付けられた下側ドアヒンジ取付部２０Ａの
直下とロッカ３８の上面３８Ａとの間の範囲Ｗが脆弱部
４０とされており、この脆弱部４０の上端部４０Ａでの
車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ｂ
と、第２センタピラーリインフォースメント２６が配設
されたセンタピラー２０の湾曲部２０Ｂの中央部での車
体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ａと、
を比べると脆弱部４０の上端部４０Ａでの車体前後方向
を軸とした全断面塑性モーメントの値Ｂが、センタピラ
ー２０の上下方向中央部における湾曲部２０Ｂでの車体
前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ａより小
さくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車自動車のセンタピ
ラー補強構造に係り、特にセンタピラーの車室内側方向
への変形速度を抑えるためのセンタピラー補強構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体には、車室の車体前後方向中
央部の左右両端部を形成する構造部材としてのセンタピ
ラーが配設されており、このセンタピラーを補強するセ
ンタピラー補強構造の一例が、実開平６−７２７８７号
に示されている。

【０００３】図７に示される如く、この自動車のセンタ
ピラー補強構造では、センタピラー７０がセンタピラー
アウタ７２とセンタピラーインナ７４とで、閉断面構造
とされている。センタピラー７０の上端部７０Ａはルー
フサイドレール７６に固着されており、センタピラー７
０の下端部７０Ｂはロッカ（サイドシルともいう）７８
に固着されている。センタピラー７０の内部に設けられ
た補強用のリインフォースメントは、センタピラー７０
の上部に設けられた上部リインフォースメント８０と、
この上部リインフォースメント８０の下方に設けられた
中央部リインフォースメント８２と、この中央部リイン
フォースメント８２の下方に設けられた下部リインフォ
ースメント８４とに３分割されており、中央部リインフ
ォースメント８２と下部リインフォースメント８４との
間には、所定の隙間Ｌが形成されている。このため、隙
間Ｌにより、センタピラー７０の下部に側面衝突に対す
る脆弱部７０Ｃが形成される。

【０００４】従って、図８（Ａ）に示される如く、側面
から荷重（図８の矢印Ｆ）が作用した場合には、図１０
に示される如く、車体前後方向を軸とした各断面に生じ
るモーメントＭ１が徐々に大きくなり、センタピラー７
０の曲げに対する強度特性である全断面塑性モーメント
の分布Ｍ０より大きくなった部位Ｓで折れ曲がる。即
ち、センタピラー７０は脆弱部７０Ｃで折れ曲がるよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、側面衝
突時には、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示
される如く、衝突された側の自動車が比較的強度の高い
フロアサイドレール、フロアクロスメンバの位置する高
さで衝突した側の自動車に対して強い反力を生じる。こ
のため、衝突した側の自動車の前部９０において、初め
突出していたバンパ部９０Ａが徐々に凹み、上部９０Ｂ
がバンパ部９０Ａより突出する。

【０００６】このため、衝突した側の自動車の前部９０
で押圧されるセンタピラー７０は、図８（Ａ）に示され
る如く、ある時点までは、脆弱部７０Ｃで車室内側へ折
れ曲がり、センタピラー７０の中央部分と上方部分とは
部分的に折れ曲がることなく内側へ変形するが、時間が
進むと中央部の負担が増加し、図８（Ｂ）に示される如
く、中央部のＲ部が延びきり、ある時点を越えると、図
８（Ｃ）に示される如く、センタピラー７０は脆弱部７
０Ｃの上方に発生する２番目の屈折部７０Ｄで折れ曲が
る。

【０００７】この点については、センタピラー７０以外
の部材、例えば、フロアサイドレール、フロアクロスメ
ンバ、ルーフサイドレール等を補強部材で更に補強する
ことで防止しているが、補強することによって車体重量
が増加する欠点を有している。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、車体重量を増
加すること無く、センタピラーの変形速度を抑制できる
自動車のセンタピラー補強構造を得ることが目的であ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の自動車のセンタピラー補強構造は、センタピラーの下
側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲が、
センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度的に
他の部位に比べて弱い脆弱部とされ、この脆弱部の上端
部での車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの
値をセンタピラーの上下方向中央部における湾曲部の車
両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値より小
さくしたことを特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の自動車のセンタピラー補強構造において、前記脆弱
部に形成されたセンタピラーのオープニングフランジに
センタピラー折曲の起点となる屈曲部を設けたことを特
徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の本発明の自動車のセンタピラ
ー補強構造によれば、側面衝突時に、センタピラーに車
室内側へ向けて荷重が作用すると、センタピラーは車室
内側へ折れ曲がろうとする。この時、センタピラーの下
側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲が、
センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度的に
他の部位に比べて弱い脆弱部とされており、且つこの脆
弱部の上端部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モ
ーメントの値が、センタピラーの上下方向中央部におけ
る湾曲部の車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメン
トの値より小さいため、センタピラーは下側ドアヒンジ
取付部直下からロッカ上面との間の範囲で折れ曲がり、
且つ、センタピラーの上下方向中央部における湾曲部
は、部分的に折れ曲がることなく湾曲した形状を保った
まま車室内側へ変形する。

【００１２】請求項２に記載の本発明の自動車のセンタ
ピラー補強構造によれば、側面衝突時に、センタピラー
に車室内側へ向けて荷重が作用すると、センタピラーは
車室内側へ折れ曲がろうとする。この時、センタピラー
の下側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲
に、センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度
的に他の部位に比べ最も弱い脆弱部が形成されており、
且つこの脆弱部の上端部での車体前後方向を軸とした全
断面塑性モーメントの値がセンタピラーの上下方向中央
部における湾曲部の車体前後方向を軸とした全断面塑性
モーメントの値より小さいため、また、脆弱部に形成さ
れたセンタピラーのオープニングフランジの屈曲部がセ
ンタピラー折曲の起点になるため、センタピラーは下側
ドアヒンジ取付部直下からロッカ上面との間の範囲で折
れ曲がり、且つ、センタピラーの上下方向中央部におけ
る湾曲部は、部分的に折れ曲がることなく湾曲した形状
を保ったまま車室内側へ変形する。

【００１３】

【実施例】本発明に係る自動車のセンタピラー補強構造
の一実施例を図１〜図５に従って説明する。

【００１４】なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢
印ＩＮは車幅内側方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を示
す。

【００１５】図２に示される如く、本実施例の車体の側
面部は、車体アウタパネル１０で構成されており、この
車体アウタパネル１０の上部は、車体前後方向に沿って
延びるルーフサイドレールアウタ１２とさている。ま
た、車体アウタパネル１０の下部は、車体前後方向に沿
って延びるロッカアウタ１４とされている。また、車体
アウタパネル１０の車体前後方向中央部には、ロッカア
ウタ１４からルーフサイドレールアウタ１２に延びるセ
ンタピラーアウタ１６が形成されている。

【００１６】センタピラー２０はセンタピラーアウタ１
６とセンタピラーインナ２２とで閉断面構造とされてお
り、この閉断面構造内には、センタピラーリインフォー
スメント２４が配設されている。

【００１７】センタピラーインナ２２は、センタピラー
インナ２２の下部、即ち、下側ドアヒンジ取付部直下と
ロッカ上面との間の範囲を構成するセンタピラーインナ
ロア２８と、センタピラーインナ２２の中央部及び上部
を構成するセンタピラーインナアッパ３０とで構成され
ている。また、センタピラーインナロア２８の板厚はセ
ンタピラーインナアッパ３０の板厚より薄くなってい
る。

【００１８】センタピラーリインフォースメント２４
は、センタピラーリインフォースメント２４の下部、即
ち、下側ドアヒンジ取付部直下とロッカ下面との間の範
囲を構成するセンタピラーロアリインフォースメント３
２と、センタピラーリインフォースメント２４の中央部
及び上部を構成するセンタピラーアッパリインフォース
メント３４とで構成されている。また、センタピラーロ
アリインフォースメント３２の板厚はセンタピラーアッ
パリインフォースメント３４の板厚より薄くなってい
る。

【００１９】また、センタピラーアッパリインフォース
メント３４とセンタピラーインナアッパ３０との間に
は、センタピラー２０の上下方向中央部における湾曲部
２０Ｂ（図１の範囲Ｒ）と対向する部位に上下方向に延
びる第２センタピラーリインフォースメント２６が配設
されており、湾曲部２０Ｂの全断面塑性モーメントの値
を上げている。

【００２０】従って、図１に示される如く、本実施例の
センタピラー２０は、下側のドアヒンジリテーナ３６が
取付けられた下側ドアヒンジ取付部２０Ａの直下とロッ
カ３８の上面３８Ａとの間の範囲Ｗが脆弱部４０とされ
ており、この脆弱部４０の上端部４０Ａでの車体前後方
向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ｂと、第２セン
タピラーリインフォースメント２６が配設されたセンタ
ピラー２０の湾曲部２０Ｂの中央部での車体前後方向を
軸とした全断面塑性モーメントの値Ａと、を比べると脆
弱部４０の上端部４０Ａでの車体前後方向を軸とした全
断面塑性モーメントの値Ｂが、センタピラー２０の湾曲
部２０Ｂの中央部での車体前後方向を軸とした全断面塑
性モーメントの値Ａより小さくなっている。

【００２１】なお、全塑性モーメントを算出する場合用
いられる降伏応力の値は、ＪＩＳ規格Ｇ３１１３、Ｇ３
１３４、Ｇ３１３５等の下限値とする。

【００２２】図２に示される如く、センタピラー２０の
中央部から下部に至る部位には、車体前後方へ向けてオ
ープニングフランジ４２が形成されており（車体後側の
オープニングフランジは図示省略）、車体前側のオープ
ニングフランジ４２の下部近傍には、インパクトビーム
４４の後端部が固定されている。

【００２３】図３に示される如く、このオープニングフ
ランジ４２は、脆弱部４０において、車幅方向外側にわ
ずかに屈曲しており、フランジ屈曲部４２Ａが形成され
ている。

【００２４】次に本実施例の作用を説明する。本実施例
の自動車のセンタピラー補強構造によれば、側面衝突時
に、センタピラー２０に車室内側へ向けて荷重が作用す
ると、センタピラー２０は車室内側へ折れ曲がろうとす
る。この時、図１に示される如く、センタピラー２０の
下側ドアヒンジ取付部２０Ａ直下とロッカ３８の上面３
８Ａとの間の範囲Ｗが、センタピラー２０に側方（図１
の矢印Ｆ方向）から作用する荷重に対して強度的に他の
部位に比べて弱い脆弱部４０となっており、且つこの脆
弱部４０の上端部４０Ａでの車体前後方向を軸とした全
断面塑性モーメントの値Ｂが、センタピラー２０の湾曲
部２０Ｂの中央部での車体前後方向を軸とした全断面塑
性モーメントの値Ａより小さいため（Ａ／Ｂ＞１）、セ
ンタピラー２０は脆弱部４０の上端部４０Ａで折れ曲が
り、且つ、センタピラー２０の上下方向中央部における
湾曲部２０Ｂは、図５に示される如く、側突前の変形モ
ードＮ１（図５の破線）から部分的に折れ曲がることな
く側突後の変形モードＮ２（図５の実線）へ全体として
湾曲部の形状を保ったまま変形する。

【００２５】なお、Ａ／Ｂとセンタピラー２０の湾曲部
２０Ｂの変形速度との関係は、有限要素法によるシュミ
レーションで求められ、図４に示される如くなってい
る。即ちＡ／Ｂ＞１の時は、センタピラー２０の湾曲部
２０Ｂの形速度は安定して低い値におさまっており、Ａ
／Ｂ≦１の時は、センタピラー２０の湾曲部２０Ｂが伸
びきったり、２番目移行の折れが生じ易くなる。

【００２６】また、本実施例の自動車のセンタピラー補
強構造では、センタピラー２０の脆弱部４０の上端部４
０Ａでの車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメント
の値Ｂを、センタピラー２０の湾曲部２０Ｂの中央部で
の車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ａ
より小さくした（Ａ／Ｂ＞１）ので、センタピラー２０
の下部の補強が小規模ならば湾曲部２０Ｂの補強も少な
くすることができる。

【００２７】また、本実施例の自動車のセンタピラー補
強構造では、車体前側のオープニングフランジ４２の下
部近傍に、インパクトビーム４４の後端部が固定されて
いるため、インパクトビーム４４を介してドアへの入力
荷重がセンタピラー２０のこの位置に集中すると共に、
センタピラー２０のオープニングフランジ４２の屈曲部
４２Ａによって、センタピラー２０の車幅方向内側部に
も折れのきっかけを作り易くしている。これにより、例
えば同じセンタピラー２０の下部でもドアヒンジリテー
ナ３６の上端より下端で折れのきっかけが生じ易くなっ
ている。

【００２８】なお、本実施例の自動車のセンタピラー補
強構造では、図２に示される如く、センタピラーインナ
２２及びセンタピラーリインフォースメント２４を２分
割したが、これに代えて、図６に示される如く、第２セ
ンタピラーリインフォースメント２６を下側ドアヒンジ
取付部２６Ａの直下まで延設し、これによって、センタ
ピラー２０の下側ドアヒンジ取付部２０Ａの直下とロッ
カ３８の上面３８Ａとの間の範囲Ｗを脆弱部４０として
も良い。この場合には、センタピラーインナ２２及びセ
ンタピラーリインフォースメント２４を２分割する必要
がないため、部品点数を少なくできる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の本発明の自動車のセンタ
ピラー補強構造は、センタピラーの下側ドアヒンジ取付
部直下とロッカ上面との間の範囲が、センタピラーに側
方から作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて
弱い脆弱部とされ、この脆弱部の上端部での車体前後方
向を軸とした全断面塑性モーメントの値をセンタピラー
の上下方向中央部における湾曲部の車体前後方向を軸と
した全断面塑性モーメントの値より小さくしたので、車
体重量を増加すること無く、センタピラーの変形速度を
抑制できるという優れた効果を有する。

【００３０】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
自動車のセンタピラー補強構造において、脆弱部に形成
されたセンタピラーのオープニングフランジにセンタピ
ラー折曲の起点となる屈曲部を設けたので、請求項１の
効果に加えて、センタピラーのオープニングフランジの
屈曲部をセンタピラー折曲の起点にできるという優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の自動車のセンタピラー補強
構造のセンタピラー上の位置と車体前後方向を軸とした
全断面塑性モーメントとの関係を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例の自動車のセンタピラー補強
構造を示す車体斜め前方から見た分解斜視図である。

【図３】本発明の一実施例の自動車のセンタピラー補強
構造を示す概略正面図である。

【図４】本発明の一実施例の自動車のセンタピラー補強
構造の全断面塑性モーメントの比Ａ／Ｂとセンタピラー
湾曲部変形速度との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の一実施例の自動車のセンタピラー補強
構造のセンタピラーの変形モードを示す図である。

【図６】本発明の他の実施例の自動車のセンタピラー補
強構造を示す車体斜め前方から見た分解斜視図である。

【図７】従来例の自動車のセンタピラー補強構造を示す
車体前方から見た断面図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は従来例の自動車のセンタピラ
ー補強構造のセンタピラーの変形モードを示す図であ
る。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は側突時の衝突した側の自動車
前部の変形モードを示す図である。

【図１０】従来例の自動車のセンタピラー補強構造のセ
ンタピラー上の位置と車体前後方向を軸とした全断面塑
性モーメントとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 車体アウタパネル １６ センタピラーアウタ ２０ センタピラー ２０Ａ 下側ドアヒンジ取付部 ２０Ｂ 湾曲部 ２２ センタピラーインナ ２４ センタピラーリインフォースメント ２６ 第２センタピラーリインフォースメント ２８ センタピラーインナロア ３０ センタピラーインナアッパ ３２ センタピラーロアリインフォースメント ３４ センタピラーアッパリインフォースメント ３６ 下側のドアヒンジリテーナ ３８ ロッカ ４０ 脆弱部 ４２ オープニングフランジ ４２Ａ 屈曲部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センタピラーの下側ドアヒンジ取付部直
   下とロッカ上面との間の範囲が、センタピラーに側方か
   ら作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて弱い
   脆弱部とされ、この脆弱部の上端部での車両前後方向を
   軸とした全断面塑性モーメントの値をセンタピラーの上
   下方向中央部における湾曲部の車両前後方向を軸とした
   全断面塑性モーメントの値より小さくしたことを特徴と
   する自動車のセンタピラー補強構造。
2. 【請求項２】 前記脆弱部に形成されたセンタピラーの
   オープニングフランジにセンタピラー折曲の起点となる
   屈曲部を設けたことを特徴とする請求項１記載の自動車
   のセンタピラー補強構造。