JP2004314674A - 車両用ピラーの補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ピラーの上下方向中央部に入力する外力に対して有効となる車両用ピラーの補強構造を提供する。
【解決手段】ピラー２を、その上下方向中央部２ａが上，下端２ｂ，２ｃを結ぶ直線Ｌよりも外方に突出するように湾曲して形成し、かつ、ピラー２の外側板２ｄの上，下端部α，βの伸び変形を抑制する第１の補強手段と、外側板２ｄの上下方向略中央部γの圧縮変形を抑制する第２の補強手段と、を設けることにより、ピラー２の湾曲形状によって外力に対して大きな強度を保有し、第１の補強手段により側面衝突時にピラー２の上，下端部α，βの湾曲率が増大するのを抑えるとともに、第２の補強手段により側面衝突時にピラー２の上下方向略中央部γが車室内方に湾曲するのを抑えて、ピラー２が全体的に車室内方に座屈変形するのを抑制する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室の左右両側に上下方向に延在配置した車両用ピラー、とりわけ、上下方向中央部が上，下端を結ぶ直線よりも外方に湾曲した車両用ピラーの補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両は車室の左右両側に上下方向に延在するピラーを車両前後方向に複数本、例えばフロントピラー、センターピラー、リアピラーを設けてあり、これら各ピラー間をドア開口部としてある。
【０００３】
ところで、このように車室の左右両側に設けたピラーは側面衝突に対処するため、ピラー内にリインホースを配設し、このリインホースの下端部をドア開口部の下縁部を形成するサイドシルに接続して補強している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４７６５５号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車両用ピラーの補強構造はピラーの下部を補強する構造となっているため、側面衝突する相手車両の車高が低い場合は有効であるが、相手車両の車高が高い場合は側突位置がピラーの上下方向中央部となるため、ピラーの座屈モードを安定化させることが容易ではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、ピラーの上下方向中央部に入力する外力に対して有効となる車両用ピラーの補強構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、車室の左右両側に上下方向に延在配置した中空のピラーを、その上下方向中央部が上，下端を結ぶ直線よりも外方に突出するように湾曲して形成し、かつ、ピラーの外側板の上，下端部の伸び変形を抑制する第１の補強手段と、前記外側板の上下方向略中央部の圧縮変形を抑制する第２の補強手段と、を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、ピラーの上下方向中央部が上，下端を結ぶ直線よりも外方に突出するように湾曲しているため、この湾曲したピラーに側面衝突によって車室内方への外力が作用した場合にも、この外力に対してピラー自体が大きな強度を保有する。
【０００９】
そして、第１の補強手段によりピラーの外側板の上，下端部の伸び変形を抑制することにより、側面衝突時にピラーの上，下端部の湾曲率が増大するのを抑え、かつ、第２の補強手段により前記外側板の上下方向略中央部の圧縮変形を抑制することにより、側面衝突時にピラーの上下方向略中央部が車室内方に湾曲変形するのを抑えることができるため、ピラーが全体的に車室内方に座屈変形するのを効果的に抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
図１〜図８は本発明にかかる車両用ピラーの補強構造の第１実施形態を示し、図１は車室内前部の斜視図、図２はピラーの正面図、図３はピラーの斜視図、図４は図３中、Ａ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面斜視図、図５はピラーの形成工程を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面斜視図、図６は湾曲したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す説明図、図７は補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図、図８は側面衝突時のピラーの変位−反力特性の説明図である。
【００１２】
この第１実施形態の車両用ピラーの補強構造は、図１に示すように車両前後方向に所定間隔をおいてフロントピラー１およびセンターピラー２が、車室Ｒの左右両側に上下方向に延在しており、これらフロントピラー１およびセンターピラー２は上端部をルーフサイドレール３に結合するとともに、下端部をサイドシル４に結合してある。
【００１３】
ここで、この実施形態では特にセンターピラー（以下、単にピラーと称する）２に本発明を適用した場合を例をとって以下説明する。
【００１４】
この第１実施形態では、前記ピラー２を断面略矩形の中空状に形成し、図２に示すようにピラー２の上下方向中央部２ａが上，下端２ｂ，２ｃを結ぶ直線Ｌよりも外方に突出するように湾曲形成してある。
【００１５】
そして、前記ピラー２には、図３，図４に示すように、外側板２ｄの上，下端部α，βの伸び変形を抑制する第１の補強手段としての前後方向リブ１０を設けるとともに、前記外側板２ｄの上下方向略中央部（以下、単に略中央部と称する）γの圧縮変形を抑制する第２の補強手段としての車幅方向リブ１１を設けてある。
【００１６】
前記前後方向リブ１０は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピラー２の中空部Ｓ内に車両前後方向に沿って形成し、ピラー２の上，下端部α，βでは外側板２ｄ寄りに配置するとともに、ピラー２の略中央部γでは、ピラー２の内側板２ｅ寄りに配置してある。
【００１７】
また、前記車幅方向リブ１１は、ピラー２の中空部Ｓ内に車幅方向に沿って形成してあり、本実施形態では、この中空部Ｓ内の車両前後方向中央部に配置してある。
【００１８】
そして、これら前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１により、ピラー２の中空部Ｓ内を複数の閉断面部分に隔成している。
【００１９】
ところで、この第１実施形態のピラー２は、中空部Ｓ内に前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１が十字状となって全長に亘って形成されるが、外側板２ｄと内側板２ｅとの間で相対位置が変化する前後方向リブ１０の設定位置が調節できれば、前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１をピラー２の本体部分（矩形状外側部分）２ｆと一体に押出し成形することができる。
【００２０】
しかし、その押出し成形が困難な場合は、図５（ａ）に示すようにピラー２の本体部分２ｆと前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１の結合体１２とを別体として形成しておき、図５（ｂ）に示すようにその結合体１２を本体部分２ｆの中空部Ｓ内に挿入し、図５（ｃ）に示すように位置合わせした状態で接着剤、若しくは本体部分２ｆの外側から一方向レーザ溶接により結合体１２を接合して構成することができる。
【００２１】
以上の構成によりこの第１実施形態にあっては、図６に示すように側面衝突時に荷重Ｆがピラー２の略中央部γに作用した場合、荷重Ｆが過大である場合はピラー２の変形モードは、同図（ａ）の初期状態から同図（ｂ）の座屈前状態を経て同図（ｃ）の座屈状態へと変形挙動が進行する傾向となる。
【００２２】
この場合、ピラー２は、その上下方向中央部２ａが上，下端２ｂ，２ｃを結ぶ直線Ｌよりも外方に突出するように湾曲形成してあるので、図６（ｂ）に示すように略中央部γに作用した衝突荷重Ｆは、ピラー２の上，下端２ｂ，２ｃをルーフサイドレール３およびサイドシル４に押し付ける分力Ｆａ，Ｆｂに変換する。
【００２３】
この分力変換作用は、略中央部γの車室Ｒ内への変位が小さい間は有効であるが、入力される荷重Ｆが過大である場合は図６（ｃ）に示すようにピラー２が座屈することになり、座屈した場合のピラー２の変形は、上，下端部α，β近傍では湾曲率が増大し、略中央部γでは逆方向（車室Ｒ内方向）に湾曲するモードとなる。
【００２４】
ここで、この第１実施形態では、前述のようにピラー２の中空部Ｓ内に前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１が形成されているため、実際の変形挙動は図７に示すようになる。同図（ａ）は座屈前、同図（ｂ）は座屈後の変形モードを示している。
【００２５】
即ち、ピラー２の略中央部γに入力した衝突荷重Ｆは、前述したようにピラー２の上，下端２ｂ，２ｃをルーフサイドレール３およびサイドシル４に押し付ける分力Ｆａ，Ｆｂに変換するが、中空部Ｓ内に形成した前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１によって断面積が増大するため、分力Ｆａ，Ｆｂの伝達許容量が増大される。
【００２６】
また、前後方向リブ１０により外側板２ｄの上，下端部α，βの伸び変形を抑制することにより、側面衝突時にピラーの上，下端部α，βの湾曲率が増大するのを抑え、かつ、車幅方向リブ１１により外側板２ｄの略中央部γの圧縮変形を抑制することにより、側面衝突時にピラー２の略中央部γが車室Ｒ内方に湾曲するのを抑えることができるため、ピラー２が全体的に車室Ｒ内方に座屈変形するのを効果的に抑えることができる。
【００２７】
特に、この実施形態では、前後方向リブ１０が上，下端部α，βでは外側板２ｄ寄りに配置するとともに、略中央部γではピラー２の内側板２ｅ寄りに配置してあるため、この外側板２ｄの上，下端部α，βおよび内側板２ｅの略中央部γの部位の伸び変形が抑制されることで、ピラー２の座屈変形を効果的に抑えて、車室Ｒ内への変形を抑制することができる。
【００２８】
また、車幅方向リブ１１は、これをピラー２の全長に亘って形成してあるため、ピラー２の湾曲変形を全体的に抑制して圧縮初期の剛性を更に高めることができる。
【００２９】
従って、この第１実施形態の車両用ピラーの補強構造では、ピラー２の圧縮初期の剛性と荷重伝達許容量および座屈限界荷重を増大することができるため、図８中実線で示す変位−反力特性Ｃ１に示すように荷重ピーク値を高めることができる。尚、図８中破線は前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１を設けないピラー２の本体部分２ｆのみの場合の特性Ｃ２である。
【００３０】
即ち、この第１実施形態では、ピラー２の外側板２ｄの上，下端部α，βの伸びを抑制する前後方向リブ１０および車幅方向リブ１１を設けたので、側面衝突時にピラー２の上，下端部α，βの湾曲率が増大して略中央部γが逆方向に湾曲するような座屈変形を効果的に抑えることができる。
【００３１】
また、第１，第２の補強手段として前記前後方向リブ１０および前記車幅方向リブ１１を用いたことにより、比較的簡単な追加補強のみで効果的に座屈変形を抑えることができ、更には、ピラー２の本体部分２ｆの成形過程に及ぼす影響を小さくできる。
【００３２】
図９は本発明の第２実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図９はピラーの断面正面図である。
【００３３】
この第２実施形態の車両用ピラーの補強構造にあっては、図９に示すようにピラー２の外側板２ｄの上，下端部α，βに、内側板２ｅよりも厚肉化した第１の補強手段としての第１肉厚部分１３を設けてある。
【００３４】
また、ピラー２の外側板２ｄの略中央部γに、内側板２ｅよりも厚肉化した第２肉厚部分１４を設けてある。
【００３５】
前記第１肉厚部分１３と前記第２肉厚部分１４は連続して形成され、この実施形態では外側板２ｄを全体的にほぼ同一に厚肉形成してある。
【００３６】
以上の構成によりこの第２実施形態の構造によれば、前記第１実施形態と同様に第１肉厚部分１３により外側板２ｄの上，下端部α，βの伸び変形を抑制できるため、側面衝突時にピラーの上，下端部α，βの湾曲率が増大するのを抑えることができる。
【００３７】
また、第２肉厚部分１４により外側板２ｄの略中央部γの圧縮変形を抑制することができるため、側面衝突時にピラー２の略中央部γが車室Ｒ内方に湾曲するのを抑えて、ピラー２が全体的に車室Ｒ内方に座屈変形するのを効果的に抑えることができる。
【００３８】
そして、この第２実施形態ではピラー２の外側板２ｄを単に厚肉化するのみでよいため、特別な追加補強無しにピラー２の本体部分２ｆのみでも効果的に座屈変形を抑えることができるとともに、ピラー２の設計が簡単にある。
【００３９】
図１０〜図１４は本発明の第３実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０はピラーの斜視図、図１１は図１０中、Ｄ−Ｄ線，Ｅ−Ｅ線，Ｆ−Ｆ線，Ｇ−Ｇ線，Ｈ−Ｈ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ示す断面斜視図、図１２は発泡材を取り除いた図１０中Ｅ−Ｅ線およびＧ−Ｇ線に対応する断面を（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す断面斜視図、図１３は補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図、図１４は側面衝突時のピラーの変位−反力特性の説明図である。
【００４０】
この第３実施形態の車両用ピラーの補強構造にあっては、図１０，図１１に示すように、第２の補強手段としての発泡アルミ材（発泡材）１５を、ピラー２の中空部Ｓ内の上，下端部α，βでは内側板寄りに配置するとともに、略中央部γでは外側板２ｄ寄りに配置してある。
【００４１】
前記発泡アルミ材１５は、図１２に示すように、ピラー２の中空部Ｓ内を車幅方向に隔成する第１隔成リブ１６と、ピラー２の中空部Ｓ内を上，下端部α，βと略中央部γとの間でそれぞれ上下方向に隔成する第２隔成リブ１７と、によって形成した隔成空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内に充填保持してある。
【００４２】
即ち、前記第１隔成リブ１６は、ピラー２の全長に亘って連続して形成してあるとともに、前記第２隔成リブ１７は図１０中Ｅ−Ｅ線位置およびＧ−Ｇ線位置に配置することになる。
【００４３】
従って、ピラー２の中空部Ｓ内は、Ｅ−Ｅ線位置の第２隔成リブ１７よりも上方となる上端部α、Ｅ−Ｅ線位置およびＧ−Ｇ線位置の第２隔成リブ１７，１７間となる略中央部γ、Ｇ−Ｇ線位置の第２隔成リブ１７よりも下方となる下端部βが、それぞれ第１隔成リブ１６によって内外に２つの空間に隔成されるが、上端部αでは内側板２ｅ側が前記隔成空間Ｓ１となり、略中間部γでは外側板２ｄ側が前記隔成空間Ｓ２となり、下端部βでは内側板２ｅ側が前記隔成空間Ｓ３となる。
【００４４】
以上の構成によりこの第３実施形態の構造によれば、図１３に示すように側面衝突時の荷重Ｆがピラー２の略中央部γに作用した場合、同図（ａ）の座屈前、同図（ｂ）の座屈後の変形モードをもってピラー２が変形挙動する。
【００４５】
即ち、この第３実施形態にあってもピラー２の略中央部γに入力した衝突荷重Ｆは、図１３（ａ）に示すように、ピラー２の上，下端２ｂ，２ｃをルーフサイドレール３およびサイドシル４に押し付ける分力Ｆａ，Ｆｂに変換するが、空間部Ｓ内に形成した第１隔成リブ１６によって伝達力が増大することができる。
【００４６】
また、前記空間部Ｓ内には、上端部αでは内側板２ｅ側の隔成空間Ｓ１と、略中間部γでは外側板２ｄ側の隔成空間Ｓ２と、下端部βでは内側板２ｅ側の隔成空間Ｓ３と、にそれぞれ発泡アルミ材１５を充填したことにより、この発泡アルミ材１５の配置部位における圧縮変形を抑制し、ひいては、ピラー２の座屈変形を抑えることができる。
【００４７】
特に、この実施形態ではピラー２が座屈した後に、発泡アルミ材１５が初期の圧縮剛性のみならず圧縮変形後も反力低下が抑制される特徴を有しており、この発泡アルミ材１５を前記隔成空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に封入することにより、過大な入力荷重Ｆによりピラー２が座屈した際に圧縮が進行する部位の断面変形を効果的に抑制し、座屈後のピラー２全体としての反力低下を低減することができる。
【００４８】
従って、この第３実施形態ではピラー２の圧縮初期の剛性を向上できるとともに、特に、座屈後の反力維持が期待できるため、図１４に示すように、側面衝突時の変位−反力特性Ｃ１′の荷重ピークＰ１より後方、つまり変位（変形）進行方向の範囲の反力を増大することができる。
【００４９】
ところで、この第３実施形態では第１隔成リブ１６，第２隔成リブ１７によって発泡アルミ材１５を隔成空間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に密封したが、このように密封したことにより保持性が向上して発泡アルミ材１５の機能を確実に発揮させることができる。
【００５０】
即ち、この第３実施形態ではピラー２内の外側板２ｄ近傍に発泡アルミ材１５を挿入したことにより、比較的簡単な追加補強のみで効果的に座屈変形を抑えることができ、また、圧縮後も定常的に反力を備えるという発泡材の特性により、座屈変形が生じた場合にあってもピラー２の断面変形による反力低下を少なくすることができる。
【００５１】
尚、前記発泡アルミ材１５を保持できる手段を別途講ずることにより、前記第１隔成リブ１６，第２隔成リブ１７を設けない場合にも略同等の効果を奏することができる。
【００５２】
また、ピラー２の中空部Ｓ内を全て発泡アルミ材１５で充填した場合にも同等の効果を奏することができる。
【００５３】
更に、この第３実施形態にあっても前記第１，第２隔成リブ１６，１７に加えて、前記第１実施形態に示した車幅方向リブ１１と同様に車幅方向に沿ったリブを設けてもよい。
【００５４】
また、前記発泡アルミ材１５に限ることなく他の発泡材、例えば、発泡ウレタン等を用いることができ、その材料選択は圧縮効果のみに限ることなく、重量、コスト、対候性、対経時劣化性等を考慮して決定することが好ましい。
【００５５】
図１５〜図１７は本発明の第４実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１５はピラーの断面斜視図、図１６は図１５中、Ｉ−Ｉ線，Ｊ−Ｊ線，Ｋ−Ｋ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面図、図１７は補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図である。
【００５６】
この第４実施形態の車両用ピラーの補強構造にあっては、図１５，図１６に示すように、第１の補強手段としての繊維強化材１８を、ピラー２の中空部Ｓ内の外側板２ｄ近傍に沿って上下方向に緊張状態で取り付けてある。
【００５７】
即ち、前記外側板２ｄの中空部Ｓ内には、図１６に示すように、底面１９ａと、その両側部に所定間隔（繊維強化材１８の厚み分）をおいて分離配置した１対のフランジ部１９ｂと、からなるチャンネル部材１９をピラー２の全長に亘って配置し、前記底面１９ａを外側板２ｄの内面に接合してある。
【００５８】
そして、前記繊維強化材１８を、チャンネル部材１９の底面１９ａとフランジ部１９ｂとの間に挿入して保持してあり、繊維強化材１８の上端部をピラー２の上端２ｂを越えてルーフサイドメンバ３内に挿入し、その挿入端部をクランプ２０によってルーフサイドメンバ３に連結・固定するとともに、繊維強化材１８の下端部をピラー２の下端２ｃを越えてサイドシル４内に挿入し、その挿入端部をクランプ２１によってサイドシル４に連結・固定してある。
【００５９】
勿論、繊維強化材１８をクランプ２０，２１によって固定する際、この繊維強化材１８を緊張状態に保持している。
【００６０】
また、この第４実施形態では前記チャンネル部材１９のフランジ部１９ｂは、図１６（ｂ）に示すように、ピラー２の略中央部γで厚肉形成してあるとともに、ピラー２の中空部Ｓの断面積を、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように上端２ｂから下端２ｃに行くに従って徐々に大きくしてある。
【００６１】
以上の構成によりこの第４実施形態の構造によれば、図１７に示すように側面衝突時の荷重Ｆがピラー２の略中央部γに作用した場合、同図（ａ）の座屈前、同図（ｂ）の座屈後の変形モードをもってピラー２は変形挙動する。
【００６２】
即ち、この実施形態にあってもピラー２の略中央部γに入力した衝突荷重Ｆは、図１７（ａ）に示すように、ピラー２の上，下端２ｂ，２ｃをルーフサイドレール３およびサイドシル４に押し付ける分力Ｆａ，Ｆｂに変換するが、繊維強化材１８を保持したチャンネル部材１９を外側板２ｄに接合したことにより、圧縮初期の曲げ剛性を増大することができる。
【００６３】
そして、衝突荷重Ｆが過大である場合は、ピラー２は上，下端部α，βで湾曲率が増大する方向の変形が誘発されるが、緊張状態でピラー２の中空部Ｓ内に挿入された繊維強化材１８が伸びに対して高い剛性を有するため、前記上，下端部α，βの変形の進行を抑えることができる。
【００６４】
一方、図１７（ｂ）に示すように、ピラー２の略中央部γでは逆方向（車室Ｒ内方向）に湾曲して圧縮方向の変形が誘発されるが、この部位ではチャンネル部材１０のフランジ部１９ｂを厚肉形成してあり、ひいては、ピラー２の外側板２ｄの板厚増加に相当するため、前記略中央部γの圧縮変形の進行を効果的に抑えることができる。
【００６５】
従って、この実施形態の変位−反力特性による効果は、図８に示した第１実施形態の場合と同様となる。
【００６６】
即ち、この第４実施形態ではピラー２内の外側板２ｄの近傍に繊維強化材１８を挿入したことにより、外側板２ｄの伸び変形を抑制できることにより、ピラー２の座屈変形を効果的に抑えることができ、また、繊維強化材１８を用いたことにより軽量化を図りつつ高い強度を備えることができる。
【００６７】
ところで、この実施形態では側面衝突時にピラー２は波形状に変形するが、外側板２ｄの圧縮変形箇所が略中央部γの１箇所であるのに対して、伸び変形は上，下端部α，βの２箇所であるため、変形時に繊維強化材１８が弛緩するのを防止できるが、繊維強化材１８の緊張状態をより確実に維持するためには、繊維強化材１８の適宜箇所をクランプ等を介してチャンネル部材１９に固定することが好ましい。
【００６８】
また、繊維強化材１８としては、工業用材料として広く知られる炭素繊維を用いたＦＲＰやガラス繊維を用いたＧＲＰを用いることができ、更には、ナイロン繊維や蜘蛛の糸を折り込んだ布材等の引張り強度の高い材料を用いることができる。
【００６９】
図１８〜図２１は本発明の第５実施形態を示し、第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１８はピラーの断面斜視図、図１９は図１８中、Ｌ−Ｌ線，Ｍ−Ｍ線，Ｎ−Ｎ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面図、図２０は補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図、図２１は側面衝突時のピラーの変位−反力特性の説明図である。
【００７０】
この第５実施形態の車両用ピラーの補強構造にあっては、図１８，図１９に示すように、第２の補強手段としての多孔質材料２２をピラー２の中空部Ｓ内に充填してあり、かつ、この多孔質材料２２の繊維方向を、上，下端部α，βの外側板２ｄ近傍と略中央部γの内側板２ｅ近傍でピラー２の軸方向と平行な方向に整列するとともに、上，下端部α，βの内側板２ｅ近傍と略中央部γの外側板２ｄ近傍では繊維方向を不規則としてある。
【００７１】
この第５実施形態のピラー２は、中空部Ｓ内にはリブや間仕切りを設けること無く、前記多孔質材料２２を中空部Ｓ内全体に充填してある。
【００７２】
また、ピラー２の中空部Ｓの断面積を、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように上端２ｂから下端２ｃに行くに従って徐々に大きくしてあり、更に、前記第２実施形態と同様にピラー２の外側板２ｄを内側板２ｅよりも厚肉形成してある。
【００７３】
以上の構成によりこの第５実施形態の構造によれば、図２０に示すように側面衝突時の荷重Ｆがピラー２の略中央部γに作用した場合、同図（ａ）の座屈前、同図（ｂ）の座屈後の変形モードをもってピラー２は変形挙動する。
【００７４】
即ち、この実施形態にあってもピラー２の略中央部γに入力した衝突荷重Ｆは、図２０（ａ）に示すように、ピラー２の上，下端２ｂ，２ｃをルーフサイドレール３およびサイドシル４に押し付ける分力Ｆａ，Ｆｂに変換するが、ピラー２の中空部Ｓ内に多孔質材料２２を充填したことにより、この多孔質材料２２によって伝達力を増大することができる。
【００７５】
前記多孔質材料２２は、繊維方向が整列している場合は伸び変形に対して大きな強度を発揮し、また、繊維方向が不規則な場合は圧縮変形に対して大きな強度を発揮する性質を有する。
【００７６】
このような性質を踏まえてこの第５実施形態では、多孔質材料２２の繊維方向を、上，下端部α，βの外側板２ｄ近傍と略中央部γの内側板２ｅ近傍でピラー２の軸方向と平行な方向に整列するとともに、上，下端部α，βの内側板２ｅ近傍と略中央部γの外側板２ｄ近傍では不規則としたので、衝突荷重Ｆが過大な場合にピラー２の座屈を誘発する変形を効果的に抑制することができる。
【００７７】
また、ピラー２が座屈した後にあっても、圧縮部位にある多孔質材料２２の繊維方向が不規則であるため、当該部位の断面変形を継続的に抑制してピラー２全体の反力低下を減少することができる。
【００７８】
従って、この第５実施形態ではピラー２の圧縮初期の剛性と座屈強度が大幅に増大するとともに、座屈後も第３実施形態と同等な反力維持が期待できるため、図２１に示すように、側面衝突時の変位−反力特性Ｃ１″の荷重レベルを全体的に押し上げることができる。
【００７９】
即ち、この第５実施形態ではピラー２内に多孔質材料２２を充填したことにより、前記第３実施形態と同様に比較的簡単な追加補強のみで効果的に座屈変形を抑えることができ、また、圧縮後も定常的に反力を備えるという多孔質材料２２の特性により、座屈変形が生じた場合にあってもピラー２の断面変形による反力低下を少なくすることができる。
【００８０】
また、この実施形態の多孔質材料２２としては、第３実施形態に開示した発泡アルミ材や発泡ウレタンの他ににカルシウム素材等を用いることができる。
【００８１】
ところで、本発明の車両用ピラーの補強構造は前記第１〜第５実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができ、例えば、車両用ピラーとしてセンターピラー２２に例をとって示したが、これに限ることなくフロントピラー１またはリアピラーにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車室内前部の斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態を示すピラーの正面図。
【図３】本発明の第１実施形態を示すピラーの斜視図。
【図４】図３中、Ａ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面斜視図。
【図５】本発明の第１実施形態におけるピラーの形成工程を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面斜視図。
【図６】本発明の第１実施形態おける湾曲したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す説明図。
【図７】本発明の第１実施形態における補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図。
【図８】本発明の第１実施形態を示す側面衝突時のピラーの変位−反力特性の説明図。
【図９】本発明の第２実施形態を示すピラーの断面正面図。
【図１０】本発明の第３実施形態を示すピラーの斜視図。
【図１１】図１０中、Ｄ−Ｄ線，Ｅ−Ｅ線，Ｆ−Ｆ線，Ｇ−Ｇ線，Ｈ−Ｈ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ示す断面斜視図。
【図１２】本発明の第３実施形態における発泡材を取り除いた図１０中、Ｅ−Ｅ線およびＧ−Ｇ線に対応する断面を（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す断面斜視図。
【図１３】本発明の第３実施形態における補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図。
【図１４】本発明の第３実施形態を示す側面衝突時のピラーの変位−反力特性の説明図。
【図１５】本発明の第４実施形態を示すピラーの断面斜視図。
【図１６】図１５中、Ｉ−Ｉ線，Ｊ−Ｊ線，Ｋ−Ｋ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面図。
【図１７】本発明の第４実施形態における補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図。
【図１８】本発明の第５実施形態を示すピラーの断面斜視図。
【図１９】図１８中、Ｌ−Ｌ線，Ｍ−Ｍ線，Ｎ−Ｎ線に沿った各断面を（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す断面図。
【図２０】本発明の第５実施形態における補強構造を付加したピラーの側面衝突時の変形挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図。
【図２１】本発明の第５実施形態における側面衝突時のピラーの変位−反力特性の説明図。
【符号の説明】
２ センターピラー（ピラー）
２ａ ピラーの上下方向中央部
２ｂ ピラーの上端
２ｃ ピラーの下端
２ｄ 外側板
２ｅ 内側板
２ｆ ピラーの本体部分
３ ルーフサイドレール
４ サイドシル
１０ 前後方向リブ（第１の補強手段）
１１ 車幅方向リブ（第２の補強手段）
１３ 第１肉厚部分（第１の補強手段）
１４ 第２肉厚部分（第２の補強手段）
１５ 発泡アルミ材（第２の補強手段）
１６ 第１隔成リブ
１７ 第２隔成リブ
１８ 繊維強化材（第１の補強手段）
２２ 多孔質材料（第２の補強手段）
α ピラーの上端部
β ピラーの下端部
γ ピラーの上下方向略中央部
Ｌ ピラーの上，下端を結ぶ直線
Ｓ ピラーの中空部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 隔成空間

Claims (10)

1. 車室の左右両側に上下方向に延在配置した中空のピラーであって、
   該ピラーを、その上下方向中央部が上，下端を結ぶ直線よりも外方に突出するように湾曲して形成し、かつ、
   ピラーの外側板の上，下端部の伸び変形を抑制する第１の補強手段と、
   前記外側板の上下方向略中央部の圧縮変形を抑制する第２の補強手段と、を設けたことを特徴とする車両用ピラーの補強構造。
2. 第１の補強手段が、ピラーの中空部内に車両前後方向に沿って形成されて、ピラーの上，下端部では外側板寄りに配置され、ピラーの上下方向略中央部では、ピラーの内側板寄りに配置された前後方向リブであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
3. 第１の補強手段を、ピラーの外側板の少なくとも上，下端部に、内側板よりも厚肉化した第１肉厚部分を設けて構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
4. 第１の補強手段が、ピラーの中空部内の外側板近傍に沿って上下方向に緊張状態で取り付けた繊維強化材であることを特徴とする請求項請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
5. 第２の補強手段が、ピラーの中空部内に車幅方向に沿って形成した車幅方向リブであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
6. 第２の補強手段を、ピラーの外側板の少なくとも上下方向略中央部に、内側板よりも厚肉化した第２肉厚部分を設けて構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
7. 第２の補強手段が、ピラーの中空部内の上，下端部では内側板寄りに配置され、ピラーの上下方向略中央部では外側板寄りに配置された発泡材であることを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
8. 発泡材を、ピラーの中空部内を車幅方向に隔成する第１隔成リブと、ピラーの中空部内を上，下端部と上下方向略中央部との間でそれぞれ上下方向に隔成する第２隔成リブと、によって形成した隔成空間内に充填保持したことを特徴とする請求項７に記載の車両用ピラーの補強構造。
9. 第２の補強手段が、ピラーの中空部内に充填され、上，下端部の外側板近傍と上下方向略中央部の内側板近傍では繊維方向がピラーの軸方向と平行な方向に整列し、上，下端部の内側板近傍と上下方向略中央部の外側板近傍では繊維方向が不規則となる多孔質材料であることを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。
10. 第１の補強手段がピラーの中空部内に形成した車両前後方向に沿った前後方向リブであり、第２の補強手段がピラーの中空部内に車幅方向に沿って形成した車幅方向リブであり、これら前後方向リブおよび車幅方向リブをそれぞれ１つまたは複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ピラーの補強構造。

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