JP2002053069A

JP2002053069A - 車体部材

Info

Publication number: JP2002053069A
Application number: JP2000239796A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Yamada; 直章山田; Masatsune Yamane; 正恒山根; Sadao Nagai; 節生長井; Masayasu Kojima; 正康小嶋; Saburo Inoue; 三郎井上
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-02-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ハイドロフォーム成形品を用いて、
求める剛性強度と同じ剛性強度が確保される車体部材を
提供する。【解決手段】本発明の車体部材は、断面形状が略コ字形
をなす細長のパネル部材３と、パネル部材３の内部に収
容されて該パネル部材３に取り付けられたリンフォース
部材３とで形成される車体部材の上記リンフォース部材
３に、求める剛性強度の分布に合わせて各部の厚み寸法
を異ならせた素管１８にハイドロフォーム成形を施す構
造を採用することによって、求める剛性強度と同じ分布
の剛性強度が得られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、剛性強度の分布が
異なる車体部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車（車両）のボディ（車体）は、ボ
ディ側面からの衝突安全性を確保するために高い剛性強
度が求められる。

【０００３】そこで、ボディ側面の骨格をなすセンタピ
ラー部では、従来、図６（ａ），（ｂ）に示されるよう
に断面形状が略コ字形のサイドアウタパネル１にインナ
パネル２を組み付け、この構造に対して断面形状が略コ
字形のセンタピラーリンフォース３を組み付けることが
行われている。そして、さらに補強を必要とする箇所に
リンフォース、ここでは４種類のリンフォース４ａ〜４
ｄをセンタピラーリンフォース３の内外に追加して取付
けて補強することが行われている。

【０００４】ところで、こうした多くのリンフォースを
組み付けて補強する構造は、部品点数が多いので、組付
精度がばらつきやすい。しかも、各種リンフォースは、
所定の間隔を空けて行われるスポット溶接（アーク溶
接）により組み付ける構造なので、剛性強度がばらつく
ことがある。

【０００５】そこで、閉断面形状を呈した１つの薄い板
厚のリンフォースだけで、リンフォース類に置き換わる
剛性強度を確保することが考えられている。

【０００６】具体的には、特開平８−３３７１８２号に
示されるようなハイドロフォーム成形で形成された閉断
面形状の部材から、センタピラーリンフォース内に収ま
る形状のリンフォース部材を形成することが考えられ
る。

【０００７】ハイドロフォーム成形は、上型と下型とが
なす最終形状の型内に１本の素管内に水（加圧液）を圧
入して内部からの加圧により素管を膨らませ（拡管）、
膨らむ素管を上型と下型の型面になじませることによ
り、型面の形状にならう閉断面形状の製品が成形される
成形方法である。

【０００８】このハイドロフォーム成形で形成されるリ
ンフォース部材は、連続した周壁で閉断面形状が形成さ
れるだけでなく、素管の周壁が伸びることで生じる加工
硬化により、薄い板厚でありながら、１部品で、複数種
のリンフォース類に相当する高い剛性強度が得られる。
しかも、スプリングバックがほとんどないので、製品精
度がよく、センタピラーリンフォースの内部に高い精度
で組み付けられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイドロフ
ォーム成形で成形されたリンフォース部材は一体製品な
ので、リンフォース部材の剛性強度は、当該リンフォー
ス部材を形成している素管の厚み寸法に依存する。この
ため、リンフォース部材は、最も剛性強度を必要とする
部位を基準に選んだ厚み寸法をもつ１本の素管にハイド
ロフォーム成形を施して、剛性強度を満足する肉厚を確
保することとなる。

【００１０】ところが、ハイドロフォーム成形に用いら
れる素管は、一端から他端までの同一な厚み寸法となっ
ているパイプが用いられる。このため、単純に必要とす
る剛性強度から素管を選んでハイドロフォーム成形で、
局所的に剛性強度を必要とする車体部材、例えばシート
ベルトのアンカーが上段側に取り付くセンタピラー部に
おけるリンフォース部材（衝突時、シートベルトから衝
撃が加わる部材）を成形すると、剛性強度を要する上段
部分は該強度に応じた大きな肉厚寸法となるが、他の剛
性強度が不要な部分も同じ大きな肉厚寸法となってしま
う。

【００１１】これでは、同一な製品で、剛性強度の分布
が異なる場合、求められる剛性強度分布にならう剛性強
度をもつ製品が得られない。しかも、製品重量の増加を
招いてしまう。

【００１２】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、ハイドロフォーム成形品
を用いて、求める剛性強度と同じ剛性強度が確保される
ようにした車体部材を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、断面形状が略コ字形をなす
細長のパネル部材と、パネル部材の内部に収容されて該
パネル部材に取り付けられたリンフォース部材とで形成
される車体部材の上記リンフォース部材に、求める剛性
強度の分布に合わせて各部の厚み寸法を異ならせた素管
にハイドロフォーム成形を施す構造を採用することによ
って、求める剛性強度分布を満足した車体部材が得られ
るようにした。

【００１４】請求項２に記載の発明は、さらに容易に求
める剛性分布をもつ車体部材が得られるよう、リンフォ
ース部材の素管には、求める剛性強度の分布に合わせ
て、異なる厚み寸法をもつ複数種の管部材を直列に接合
した構造を採用した。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図５に
示す一実施形態にもとづいて説明する。

【００１６】図１は、自動車（車両）の車体側部に有る
センタピラー部１１の構造の分解図を示している。セン
タピラー部１１は、ルーフレール側に組み付く上端側の
外形が小径で、サイドシル側に組み付く下端側の外形が
大径で、かつ上端側から下端側へ向かい外周形状（断
面）が漸次変化しながら上下方向に延びている細長の車
体の骨格部分で、ボディ側面からの衝突を受ける部材で
もある。またセンタピラー部１１の車室内側に臨む側部
の上段は、自動車のシートベルト（図示しない）のアン
カー部材（アンカーボルトで構成されるもので、アンカ
ーに相当：図示しない）が取り付けられる領域であり、
当該上段側の部分が他の部分より剛性強度を要する（衝
突時、シートベルトから衝撃がアンカーへ入力されるた
め）。

【００１７】図中１２は、このセンタピラー部１１のう
ちの最も車外側に配置されるサイドアウタパネルを示し
ている。このサイドアウタパネル１２は、開口が車室内
側に向く断面ハット型をなしている。そして、このサイ
ドアウタパネル１２の内部には補強用構造体１３（本願
の車体部材に相当）が組み付けられ、ボディ側面に加わ
る衝撃と、シートベルトアンカーへ加わる衝撃との双方
に耐えられるようにしてある。

【００１８】すなわち、補強用構造体１３には、１部品
で図７中のインナパネル２およびリンフォース４ａ〜４
ｄに置き換わる剛性強度をもたらすハイドロフォーム製
のリンフォース部材１４を、例えば図６中のセンタピラ
ーリンフォース３（本願のパネル部材に相当）を用い
て、サイドアウタパネル１２内に組み付ける構造が採用
されている。

【００１９】詳しくは、センタピラーリンフォース３
は、断面形状が略コ字形、具体的には断面形状が略ハッ
ト型をなすパネル部品で形成されていて、外形は、サイ
ドアウタパネル１２と同様、上端側が細径で、下端側が
大径で、上端側から下端側へ向かい外周形状（断面）が
漸次変化する細長をなしている。

【００２０】リンフォース部材１４は、１本の素管１８
（図２図示）にハイドロフォーム成形を施すことによっ
て、センタピラーリンフォース３の内壁面にならう閉断
面形状に成形した筒形の製品から形成されている。この
リンフォース部材１４のうち、例えば車室内側に臨む二
点鎖線で囲まれる上段側の側面部分を、シートベルトを
支持するアンカー部材が取り付けられる取付部分１４ａ
としてある。このリンフォース部材１４により、図６中
のインナパネル２とリンフォース４ａ〜４ｄなどの補強
部材とを合わせた剛性強度を確保する。このときのリン
フォース部材１４が求める剛性強度は、取付部分１４ａ
が有る上段域は高く（シートベルトアンカーおよびボデ
ィ側面から加わる衝撃に耐えるため）、その他の部分は
それより低い（ボディ側面から加わる衝撃に耐えるだけ
のため）。

【００２１】ここで、単純に最も高い剛性強度を基準
に、必要な厚み寸法を有する素管１８を１本、選んでハ
イドロフォーム成形（内部を加圧して素管を膨らませ型
面になじませる成形）したのでは、剛性強度が必要でな
い部分も、高い剛性強度をもたらす部分と同じ厚い肉厚
で形成されてしまう。

【００２２】そこで、求める剛性強度分布をもつリンフ
ォース部材１４が得られる工夫が施してある。この工夫
は、求める剛性強度に合わせて各部の厚み寸法を異なら
せた素管１８を用いることによって、求められる剛性強
度分布にならう剛性強度のリンフォース部材１４が得ら
れるようにしたものである。

【００２３】具体的には、図２（ａ），（ｂ）に示され
るように素管１８にはテーラードパイプが用いられてい
る。テーラードパイプは、取付部分１４ａにおける剛性
強度を満たすのに適した厚み寸法ｔ１をもつ管部材１８
ａと、それ以外の剛性強度を満たすのに適した厚み寸法
ｔ２をもつ同一外径の管部材１８ｂとを、例えば突き合
わせ溶接により、互いに面一となるよう直列に接合して
形成される。このテーラードパイプにより、リンフォー
ス部材１４（製品）の剛性強度の分布（一方端側：大、
他方端側：小）に合わせて、一端側が厚く他端側が薄く
なるように厚み寸法を異ならせている。そして、この素
管１８（テーラードパイプ）にハイドロフォーム成形を
施す。具体的には、図２（ｃ）に示されるようにこの素
管１８を、ハイドロフォーム成形機２１の上型２２と下
型２３とがなす最終形状（リンフォース部材１４の外形
形状）の型内に収めてから、ハイドロフォーム成形機２
１を稼動させて、図２（ｃ），（ｄ）に示されるように
同素管１８内に水（加圧液）を圧入して内部からの加圧
により素管１８を膨らませる（拡管）。

【００２４】このとき、素管１８の各部は、均等に膨ら
んで上型２２と下型２３の型面になじんで製品形状を形
成するから、図１および図２（ａ）に示されるように各
部の剛性強度が変わったリンフォース部材１４となる。
すなわち、リンフォース部材１４は、取付部分１４ａが
有る上段部分では、高い剛性強度の求めに応じて肉厚寸
法Ｔ１は厚く、それ以外の部分（中段から下段部分）で
は、それよりも剛性強度が低くてよいとの求めに応じて
肉厚寸法Ｔ２は薄くなった成形品となる。

【００２５】つまり、リンフォース部材１４は、求める
剛性強度と同じ分布の剛性強度が形成された１製品とな
る。

【００２６】このリンフォース部材１４が、図３
（ａ），（ｂ）および図４（ａ），（ｂ）に示されるよ
うにセンタピラーリンフォース３内の上段から中段にか
けての部位に嵌挿され、さらにアーク溶接で同部分に固
定され、センタピラー部１１の補強に適した補強用構造
体１３を構成している。なお、同図中、符号２４はその
溶接部分を示す。

【００２７】そして、今までの車体の組立ラインにおけ
るスポット溶接の組付工程をそのまま用いて、この補強
用構造体１３をサイドアウタパネル１２に溶接してあ
る。具体的には、センタピラーリンフォース３は、今ま
でと同じ構造、すなわち両側にフランジ部３ａ，３ａを
有したハット型構造であるから、同リンフォース３をサ
ブ組付部品として用いて、今までのスポット溶接による
補強材の組付工程のときと同じく、図５（ａ）に示され
るようにセンタピラーリンフォース３のコ字形部分をサ
イドアウタパネル１２のコ字形部分内に嵌めつつ、セン
タピラーリンフォース３の両側のフランジ部３ａ，３ａ
を、サイドアウトパネル１２の両側のフランジ部１２
ａ，１２ａに重ねてから、図５（ｂ）に示されるように
フランジ部同士をスポット溶接することにより、補強構
造体１３をサイドアウタパネル１２に組み付けてある。
なお、図５（ｂ）中、２５はその溶接部分を示し、２６
は接合されたフランジ部３ａ，１２ａに組み付くフラン
ジトリムを示す。

【００２８】それ故、剛性強度や組付精度に優れるハイ
ドロフォーム製のリンフォース部材１４で、求める剛性
強度分布と同じ分布をもつセンタピラー部１１、すなわ
ち車体部材を得ることができる。しかも、同部材は、肉
厚が過剰、すなわち剛性強度が過剰となる部分が抑えら
れるので、軽量化、コストの面にも優れた車体部材が提
供できる。そのうえ、リンフォース部材１４に用いられ
る素管１８には、異なる厚み寸法ｔ１，ｔ２をもつ複数
種の管部材１８ａ，１８ｂを、求める剛性強度の分布に
合わせて直列につなぐテーラードパイプを用いたので、
容易に、求める剛性強度にならって変化する厚み寸法を
もつ車体部材が実現できる。

【００２９】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々
変更して実施しても構わない。例えば実施形態では、求
める剛性強度分布が２種類なので、２種類の管部材を直
列につないだ１本の素管（テーラードパイプ）を用いた
が、求める剛性強度分布が３種類やそれ以上の場合に
は、厚み寸法の異なる３種類の管部材、さらにはそれ以
上の種類の管部材を組み合わせた１本の素管を用いれば
よい。また実施形態では、車体のセンタピラー部にハイ
ドロフォーム成形品を用いた例を挙げたが、これに限ら
ず、サイドフレームやサイドシルなどといった他の骨格
部材やそれ以外の車体部材に用いてもよい。もちろん、
リンフォース部材は、コ字形センタピラーリンフォース
などのサブ組付部品を用いずに、直接、コ字形のサイド
アウタパネルといったアウタパネル部材の内部に組み付
けてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明に記載の発明によれば、リンフォース部材を、求める
剛性強度の分布に合わせて各部の厚み寸法を異ならせた
素管にハイドロフォーム成形を施してパネル部材の内壁
面にならう断面形状に成形したので、求める剛性強度と
同じ分布の剛性強度もつ車体部材を得ることができる。
しかも、肉厚が過剰なる部分（強度が過剰となる部分）
が抑えられるので、軽量化にもコストの面にも優れた車
体部材が実現できる。

【００３１】請求項２に記載の発明によれば、上記効果
に加え、容易に、求める剛性強度の分布にならって変化
する厚み寸法をもつ車体部材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るリンフォース部材が
組み付く車両のセンタピラー部を示す分解斜視図。

【図２】同リンフォース部材がハイドロフォーム成形で
成形される工程を説明するための図。

【図３】ハイドロフォーム成形品で成形されたリンフォ
ースとサブ組付部品とが組み付けられたサブアッセンブ
リ部品を説明するための図。

【図４】（ａ）図３（ａ）中のＡ−Ａ線に沿うサブアッ
センブリ部品の断面図。（ｂ）図３（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿うサブアッセンブリ
部品の断面図。

【図５】同サブアッセンブリ部品がアウタパネル部材と
組み付くまでを説明するための断面図。

【図６】（ａ）従来の車両のセンタピラー部の構造を説
明するための分解斜視図。（ｂ）同組み上がるセンタピラー部の構造を示す平断面
図。

【符号の説明】

３…センタピラーリンフォース（パネル部材）１１…センタピラー部１２…サイドアウタパネル１３…補強用構造体１４…リンフォース部材１８…素管１８ａ，１８ｂ…管部材２１…ハイドロフォーム成形機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山根正恒東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者長井節生東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者小嶋正康兵庫県尼崎市扶桑町１番８号住友金属工業株式会社総合技術研究所内 (72)発明者井上三郎千葉県市川市菅野３丁目23番１号住友鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA04 BB01 CA17 CA34 CA40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断面形状が略コ字形をなす細長のパネル
部材と、前記パネル部材の内部に収容されて該パネル部材に取り
付けられるリンフォース部材とを有し、前記リンフォース部材は、求める剛性強度の分布に合わ
せて各部の厚み寸法を異ならせた素管にハイドロフォー
ム成形を施して前記パネル部材の内壁面にならう閉断面
形状に成形してなることを特徴とする車体部材。
【請求項２】請求項１に記載の車体部材において、前
記素管は、求める剛性強度の分布に合わせて、異なる厚
み寸法をもつ複数種の管部材を直列に接合してなること
を特徴とする車体部材。