WO2013065104A1

WO2013065104A1 - ピラー構造

Info

Publication number: WO2013065104A1
Application number: PCT/JP2011/075085
Authority: WO
Inventors: 信志鳥居
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-05-10
Also published as: DE112011105786B4; DE112011105786T5; US20140284967A1; JP5673851B2; JPWO2013065104A1; US8979178B2; CN104024090A

Abstract

　側突時に、ピラーが前部座席側に倒れ込むのを抑制するとともに、ピラーの破断を抑制することができるピラー構造を提供する。　インナパネル開口上部９に、アウタパネル６と接続される前側接続フランジ部９ａ及び後側接続フランジ部９ｃと、前側接続フランジ部９ａ及び後側接続フランジ部９ｃから車両内側に膨出する前側膨出部９ｂ及び後側膨出部９ｄと、前側膨出部９ｂの車両前後方向後側先端縁から車両前後方向後側に傾斜しながら車両外側に窪む前側傾斜部９ｅと、後側膨出部９ｄの車両前後方向前側先端縁から車両前後方向前側に傾斜しながら車両外側に窪む後側傾斜部９ｆと、前側傾斜部９ｅの車両外側先端縁と後側傾斜部９ｆの車両外側先端縁との間に配置されてリトラクタ１１の上部接続片１２が接続されるリトラクタ接続部９ｇと、を形成する。そして、後側傾斜部９ｆの傾斜を、前側傾斜部９ｅの傾斜よりも緩やかに形成する。

Description

ピラー構造

　本発明は、アウタパネルとインナパネルとで構成され、インナパネルの下部にリトラクタが挿入される開口部が形成されたピラー構造に関する。

　特許文献１には、インナパネルの下部にリトラクタを収納する収納孔が形成されたピラー構造が記載されている。このピラー構造では、インナパネルにおける収納孔の上部を車両外側に窪ませ、リトラクタの上部が接続される接続部を形成している。そして、接続部の車両前後方向前側が車両前方に向いた傾斜面に形成されるとともに、接続部の車両前後方向後側が車両後方に向いた傾斜面に形成されている。

特開２００３－２２６２２５号公報

　しかしながら、特許文献１に記載のピラー構造では、接続部の車両前後方向前側に配置される傾斜面の傾斜が、接続部の車両前後方向後側に配置される傾斜面の傾斜よりも緩やかに形成されている。このため、特許文献１に記載のピラー構造だと、側突時に、ピラーの車両前後方向前側の変形が促進されるため、ピラーが前部座席側に倒れ込んでしまう。また、後部ドアへの側突時は、後部ドアに配置されたインパクトビーム及びピラーに取り付けられたドアヒンジを介して、ピラーの車両前後方向後側に大きな荷重が入力される。このため、ロッカと接続されるピラー下部の車両前後方向後側に大きな引張荷重が作用し、ロッカに対してピラー下部が破断する可能性がある。

　そこで、本発明は、側突時に、ピラーが前部座席側に倒れ込むのを抑制するとともに、ピラーの破断を抑制することができるピラー構造を提供することを目的とする。

　本発明に係るピラー構造は、アウタパネルとインナパネルとで構成され、インナパネルの下部にリトラクタが挿入される開口部が形成されたピラー構造であって、インナパネルの一部が車両外側に窪むことにより、リトラクタが接続されるリトラクタ接続部と、リトラクタ接続部の車両前後方向前側に配置されて傾斜した前側傾斜部と、リトラクタ接続部の車両前後方向後側に配置されて傾斜した後側傾斜部と、が形成され、後側傾斜部の傾斜が、前側傾斜部の傾斜よりも緩やかに形成される。

　本発明に係るピラー構造では、側突によりリトラクタが車両内側に押し込まれると、リトラクタからリトラクタ接続部に荷重が入力される。このため、リトラクタ接続部が、インナパネルにおける側突の荷重入力部となる。しかしながら、リトラクタ接続部の車両前後方向前側及び車両前後方向後側に配置される前側傾斜部及び後側傾斜部の傾斜により、荷重の入力によりインナパネルに発生する応力が分散され、前側傾斜部及び後側傾斜部の変形が促進される。これにより、リトラクタ開口部からインナパネルが破断するのを抑制することができる。

　そして、後側傾斜部の傾斜を前側傾斜部の傾斜よりも緩やかに形成することで、前側傾斜部の変形よりも後側傾斜部の変形の方が促進される。このため、前部乗員を避けるようにピラーを車両前後方向後側に回り込ませることができる。これにより、側突時における前部乗員の安全性を向上させることができる。

　しかも、後部ドアへの側突時は、後部ドアに配置されたインパクトビーム及びピラーに取り付けられたドアヒンジを介して、ピラーの車両前後方向後側に荷重が入力される。このため、ロッカと接続されるピラー下部に作用する引張荷重は、車両前後方向前側よりも車両前後方向後側の方が大きくなる。しかしながら、上述したように、前側傾斜部の変形よりも後側傾斜部の変形の方が促進されるため、ロッカと接続されるピラー下部の車両前後方向後側に作用する引張荷重を小さくすることができる。これにより、ロッカに対するピラー下部の破断を抑制することができる。

　本発明は、前側傾斜部及び後側傾斜部の少なくとも一方の車両前後方向における幅が、リトラクタとリトラクタ接続部との接続位置から離れるに従い徐変するものとすることができる。

　このように前側傾斜部及び後側傾斜の傾斜幅を徐変させることで、傾斜部に作用する応力を徐々に分散させることができる。これにより、局部的に応力が集中するのを抑制することができるため、ピラーの破断を適切に抑制することができる。

　本発明によれば、側突時に、ピラーが前部座席側に倒れ込むのを抑制するとともに、ピラーの破断を抑制することができる。

実施形態に係るセンタピラーを車両内側から見た正面図である。センタピラーの下部を示す一部拡大図である。図２に示したＩＩＩ－ＩＩＩ線における一部断面図である。図２に示したＩＶ－ＩＶ線における一部断面図である。側突時におけるセンタピラーの変形状態を示す図である。

　以下、図面を参照して、本発明に係るピラー構造の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明に係るピラー構造をセンタービラーに適用したものである。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１は、実施形態に係るセンタピラーを車両内側から見た正面図である。図１に示すように、本実施形態に係るセンタピラー１は、車両前後方向中央部に配置されて、車両上下方向に延在している。センタピラー１は、上端部２が車両のルーフサイドレール４と接続されており、下端部３が車両のロッカ５と接続されている。上端部２とルーフサイドレール４との接続、及び、下端部３とロッカ５との接続は、例えば、スポット溶接により行うことができる。

　図２は、センタピラーの下部を示す一部拡大図である。図３は、図２に示したＩＩＩ－ＩＩＩ線における一部断面図である。図４は、図２に示したＩＶ－ＩＶ線における一部断面図である。図２～図４に示すように、センタピラー１は、車両外側に配置されるアウタパネル６と、車両内側（車室内側）に配置されるインナパネル７とが、閉断面となるように接合されて構成されている。そして、インナパネル７の下部に、リトラクタ１１が挿入されるリトラクタ開口部８が形成されている。

　アウタパネル６は、車両外側に膨出した断面略コ字状に形成されている。アウタパネル６は、車両前後方向前側に配置されてインナパネル７と接続される前側接続フランジ部６ａと、車両前後方向後側に配置されてインナパネル７と接続される後側接続フランジ部６ｂと、前側接続フランジ部６ａと後側接続フランジ部６ｂとに接続されて車両外側に膨出する膨出部６ｃと、を備えている。

　アウタパネル６には、車両外側かつ車両前後方向後側に、リアドア（不図示）のヒンジ（不図示）が取り付けられている。また、アウタパネル６には、ヒンジに対応する車両内側に、ヒンジの取り付け剛性を向上させるためのヒンジリインホースメント１４が取り付けられている。

　リトラクタ１１は、シートベルト（不図示）を巻き取る装置である。リトラクタ１１の上端部には、インナパネル７におけるリトラクタ開口部８の上方に位置するインナパネル開口上部９に接続される上部接続片１２が設けられている。リトラクタ１１の下端部には、インナパネル７におけるリトラクタ開口部８の下方に位置するインナパネル開口下部１０に接続される下部接続片１３が設けられている。

　インナパネル開口上部９は、車両前後方向前側に配置されてアウタパネル６の前側接続フランジ部６ａと接続される前側接続フランジ部９ａと、前側接続フランジ部９ａから車両内側に膨出して車両前後方向後側に向けて延びる前側膨出部９ｂと、車両前後方向後側に配置されてアウタパネル６の後側接続フランジ部６ｂと接続される後側接続フランジ部９ｃと、後側接続フランジ部９ｃから車両内側に膨出して車両前後方向前側に向けて延びる後側膨出部９ｄと、前側膨出部９ｂの車両前後方向後側先端縁から車両前後方向後側に傾斜しながら車両外側に窪む前側傾斜部９ｅと、後側膨出部９ｄの車両前後方向前側先端縁から車両前後方向前側に傾斜しながら車両外側に窪む後側傾斜部９ｆと、前側傾斜部９ｅの車両外側先端縁と後側傾斜部９ｆの車両外側先端縁とに接続されてリトラクタ１１の上部接続片１２が接続される平板状のリトラクタ接続部９ｇと、を備えている。すなわち、インナパネル開口上部９は、前側膨出部９ｂと後側膨出部９ｄとの間の部分が車両外側に窪むことにより、リトラクタ接続部９ｇと、リトラクタ接続部９ｇの車両前後方向前側に配置されて傾斜した前側傾斜部９ｅと、リトラクタ接続部９ｇの車両前後方向後側に配置されて傾斜した後側傾斜部９ｆと、が形成されている。

　そして、リトラクタ接続部９ｇの車両内側にリトラクタ１１の上部接続片１２が接続されるとともに、インナパネル開口下部１０の車両外側にリトラクタ１１の下部接続片１３が接続されることで、リトラクタ１１は、インナパネル７から車両外側に突出した状態で保持されている。なお、リトラクタ接続部９ｇと上部接続片１２との接続は、例えば、リトラクタ接続部９ｇと上部接続片１２とをボルトにより連結することにより行うことができる。また、インナパネル開口下部１０と下部接続片１３との接続は、例えば、インナパネル開口下部１０と下部接続片１３とをボルトにより連結することにより行うことができる。

　後側傾斜部９ｆの傾斜は、前側傾斜部９ｅの傾斜よりも緩やかに形成されている。すなわち、車両前後方向に平行な線に対して車両外側に傾く後側傾斜部９ｆの傾斜角度が、車両前後方向に平行な線に対して車両外側に傾く前側傾斜部９ｅが傾斜角度よりも小さくなっている。

　前側傾斜部９ｅの車両前後方向における幅（傾斜幅）は、車両上下方向において、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から離れるに従って徐々に広がっている。また、後側傾斜部９ｆの車両前後方向における幅（傾斜幅）は、車両上下方向において、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から離れるに従って徐々に狭まっている。具体的には、前側傾斜部９ｅの上記傾斜幅が、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から車両上方に向かうに従い徐々に広がっている。また、後側傾斜部９ｆの上記傾斜幅が、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から車両上方に向かうに従い徐々に狭まっている。

　次に、本実施形態に係るセンタピラー１の作用効果について説明する。

　図５は、側突時におけるセンタピラーの変形状態を示す図である。図５に示すように、他車両が自車両のセンタピラー１に側突（側面衝突）すると、センタピラー１に、車両外側から車両内側に向かう荷重Ｆが入力される。すると、センタピラー１のアウタパネル６が車両内側に押し込まれ、ヒンジリインホースメント１４を介してアウタパネル６からリトラクタ１１に荷重Ｆ伝達される。更に、リトラクタ１１が車両内側に押し込まれ、リトラクタ１１の上部接続片１２からインナパネル開口上部９のリトラクタ接続部９ｇに荷重Ｆが入力される。このため、リトラクタ接続部９ｇが、インナパネル７における側突の荷重入力部となる。これにより、インナパネル開口上部９には荷重Ｆによる応力が発生する。

　そして、リトラクタ接続部９ｇの車両前後方向前側に配置された前側傾斜部９ｅ及びリトラクタ接続部９ｇの車両前後方向後側に配置された後側傾斜部９ｆの傾斜により、インナパネル開口上部９に発生する応力が分散されて、前側傾斜部９ｅ及び後側傾斜部９ｆにおいて変形が促進される。これにより、リトラクタ開口部８からインナパネル７が破断するのを抑制することができる。

　このとき、後側傾斜部９ｆの傾斜が、前側傾斜部９ｅの傾斜よりも緩やかに形成されているため、前側傾斜部９ｅの変形よりも後側傾斜部９ｆの変形の方が促進される。このため、センタピラー１は、車両の前部座席に着座している前部乗員を避けるように、車両前後方向後側に回り込む。これにより、側突時における前部乗員の安全性を向上させることができる。

　一方、他車両が自車両の後部ドア（不図示）に側突すると、後部ドアに配置されたインパクトビーム（不図示）及びセンタピラー１に取り付けられたドアヒンジ（不図示）を介して、センタピラー１の車両前後方向後側に、車両外側から車両内側に向かう荷重Ｆが入力される。このため、ロッカ５と接続されるセンタピラー１の下端部３に作用する引張荷重は、車両前後方向前側よりも車両前後方向後側の方が大きくなる。しかしながら、上述したように、前側傾斜部９ｅの変形よりも後側傾斜部９ｆの変形の方が促進されることで、下端部３の車両前後方向後側に作用する引張荷重を小さくすることができる。これにより、ロッカ５に対する下端部３の破断を抑制することができる。

　また、前側傾斜部９ｅ及び後側傾斜部９ｆの車両前後方向における幅が、車両上下方向において、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から離れるに従って徐変しているため、前側傾斜部９ｅ及び後側傾斜部９ｆに作用する応力を車両上下方向において徐々に分散させることができる。これにより、局部的に応力が集中するのを抑制することができるため、センタピラー１の破断を適切に抑制することができる。特に、後側傾斜部９ｆのように、車両前後方向における幅を、車両上下方向において、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から離れるに従って徐々に狭めることで、車両上方に向けてインナパネル７の剛性を徐々に高めることができる。これにより、インナパネル開口上部９の変形を促進させながら、インナパネル７の強度を維持することができる。

　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

　例えば、上記実施形態では、インナパネル開口上部９のみ、部分的に車両外側に窪ませて、前側傾斜部と後側傾斜部を形成するものとして説明したが、インナパネル開口下部１０も、インナパネル開口上部９と同様に、部分的に車両外側に窪ませることで、リトラクタ接続部、前側傾斜部及び後側傾斜部を形成するものとしてもよい。

　また、上記実施形態では、前側傾斜部９ｅの車両前後方向における幅を、車両上方に向けて広げる方向に徐変させ、後側傾斜部９ｆの車両前後方向における幅を、車両上方に向けて狭める方向に徐変させるものとして説明した。しかしながら、これらの幅は、リトラクタ１１とリトラクタ接続部９ｇとの接続位置から離れるに従って徐変していれば、広げる方向に徐変させてもよく、狭める方向に徐変させてもよい。なお、前側傾斜部９ｅ及び後側傾斜部９ｆの車両前後方向における幅は、必ずしも徐変させる必要はない。また、前側傾斜部９ｅ及び後側傾斜部９ｆの何れか一方の車両前後方向における幅のみ徐変させてもよい。

　また、上記実施形態では、本発明に係るピラー構造をセンタピラー１に適用するものとして説明した。しかしながら、車両後方に配置されるＣピラーなど、車両前後方向後側に回り込ませることに適したピラーであれば、如何なるピラーに適用してもよい。

　本発明は、車両のセンタピラーの構造として利用可能である。

　１…センタピラー、２…センタピラーの上端部、３…センタピラーの下端部、４…ルーフサイドレール、５…ロッカ、６…アウタパネル、６ａ…前側接続フランジ部、６ｂ…後側接続フランジ部、６ｃ…膨出部、７…インナパネル、８…リトラクタ開口部、９…インナパネル開口上部、９ａ…前側接続フランジ部、９ｂ…前側膨出部、９ｃ…後側接続フランジ部、９ｄ…後側膨出部、９ｅ…前側傾斜部、９ｆ…後側傾斜部、９ｇ…リトラクタ接続部、１０…インナパネル開口下部、１１…リトラクタ、１２…リトラクタの上部接続片、１３…リトラクタの下部接続片、１４…ヒンジリインホースメント。

Claims

　アウタパネルとインナパネルとで構成され、前記インナパネルの下部にリトラクタが挿入される開口部が形成されたピラー構造であって、
　前記インナパネルの一部が車両外側に窪むことにより、前記リトラクタが接続されるリトラクタ接続部と、前記リトラクタ接続部の車両前後方向前側に配置されて傾斜した前側傾斜部と、前記リトラクタ接続部の車両前後方向後側に配置されて傾斜した後側傾斜部と、が形成され、
　前記後側傾斜部の傾斜が、前記前側傾斜部の傾斜よりも緩やかに形成される、
ピラー構造。
　前記前側傾斜部及び前記後側傾斜部の少なくとも一方の車両前後方向における幅が、前記リトラクタと前記リトラクタ接続部との接続位置から離れるに従い徐変する、
請求項１に記載のピラー構造。