JP2006069431A - 車両のピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝撃吸収性を損なうことなく、重量の増加を抑え、生産コストを削減し、部品の数を減らした車両のピラー構造を提供する。
【解決手段】 車両１１のピラー構造２４は、フロントピラー２２の車室１８内方側を、フロントピラーから所定距離Ｓａだけ離間して内装部材２５で覆うとともに、内装部材の一側面にはピラーに向けて固定台座を取付け、内装部材を軽金属から形成した。内装部材は、フロントピラーに沿う裏ベース部材４６を形成し、裏ベース部材を表皮材４７で被覆するとともに、表皮材の縁部５１，５１を裏ベース部材の端部に巻き込んだ。軽金属から形成した内装部材が塑性変形して、衝撃を吸収する。内装部材を衝撃吸収部材として使用することができる。中実若しくは中空な衝撃吸収部材を取付ける必要がなくなる。裏ベース部材の塑性加工は容易である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車体のルーフを支持する車両のピラー構造に関するものである。

ピラー構造は、車体のルーフを支持するピラーに内装部材を取付けたものであるが、一般的に、内装部材の裏には衝撃吸収部材を配置する。衝撃吸収部材としてアルミニウム合金製の筒を採用した衝撃吸収構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−５５０２号公報（第５頁、図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は、従来の技術の基本構成を説明する図であり、従来の自動車の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造は、構造部材１０１と、樹脂製の内装材１０２と、内装材１０２の裏に接着剤１０３，１０４で取付けた金属製の筒状体１０５を備え、荷重源１０６で荷重が加わると（矢印Ａの方向）、金属製の筒状体１０５がストロクＤ１だけ変形することで衝撃エネルギを吸収することができるとともに、接着剤１０３，１０４によって衝撃エネルギを吸収することができるというものである。

しかし、特許文献１の車体上部の衝撃エネルギ吸収構造では、筒状体１０５は多角形の角管であり、筒状体１０５を採用することにより、重量が増加する。
また、筒状体１０５は、多角形の角管で、断面形状が複雑になり、押し出し成形の生産コストは高くなる。
さらに、衝撃エネルギ吸収構造は、構造部材１０１に筒状体１０５を接着剤で取付け、筒状体１０５に内装材１０２を接着剤１０３，１０４で取付けたものであり、衝撃エネルギ吸収構造を得るには、部品の数が多くなり、組立てに時間がかかる。

本発明は、衝撃吸収性を損なうことなく、重量の増加を抑え、生産コストを削減し、部品の数を減らした車両のピラー構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両のピラーの車室内方側を、ピラーから所定距離だけ離間して内装部材で覆った車両のピラー構造において、内装部材の一側面にはピラーに向けて固定台座を取付けるとともに、内装部材を軽金属から形成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、内装部材は、ピラーに沿うとともに軸線方向に伸ばした裏ベース部材から形成され、裏ベース部材を表皮材で被覆するとともに、表皮材の縁部を裏ベース部材の端部に巻き込んだことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、固定台座は、裏ベース部材に固着する脚部と、脚部に連なりピラーに対向する取付座部と、から成形され、取付座部の中央にピラーに取付けるための掛止部材が嵌るスリットが形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、内装部材の一側面にはピラーに向けて固定台座を取付けるとともに、内装部材を軽金属から形成したしたので、内装部材に衝撃が加わると、ピラーに直接取付けた軽金属から形成した内装部材が塑性変形して、衝撃を吸収する。つまり、内装部材を衝撃吸収部材として使用することができ、ピラーと内装部材との間に中実な衝撃吸収部材や中空な衝撃吸収部材を取付ける必要がなくなる。従って、ピラー構造の衝撃吸収性を損なうことなく、重量の増加を抑えることができる。

また、内装部材に衝撃が加わると、ピラーに直接取付けた軽金属から形成した内装部材が塑性変形することで、衝撃を吸収する。つまり、内装部材を衝撃吸収部材として使用することができ、ピラーと内装部材との間に中実な衝撃吸収部材や中空な衝撃吸収部材を取付ける必要がなくなる。従って、ピラー構造の部品の数を減らすことができるという利点がある。

さらに、内装部材に衝撃が加わると、ピラーに直接取付けた軽金属から形成した内装部材が塑性変形することで、衝撃を吸収する。その結果、例えば、樹脂製の中実な衝撃吸収部材に比べ、所定距離は小さくなり、ピラー構造を細くすることができる。従って、ピラー構造による圧迫感を抑制することができるとともに、開放感が向上し快適性の向上を図ることができる。

請求項２に係る発明では、内装部材は、ピラーに沿うとともに軸線方向に伸ばした裏ベース部材から形成され、裏ベース部材を表皮材で被覆するとともに、表皮材の縁部を裏ベース部材の端部に巻き込んだので、巻き込んだ表皮材の縁部によって、より確実に表皮材を接着することができる。

また、内装部材は、軽金属から形成した裏ベース部材を表皮材で被覆するとともに、表皮材の縁部を裏ベース部材の端部に巻き込んだので、表皮材の縁部を裏ベース部材の端部に倣って切断する必要がなく、軽金属から形成した裏ベース部材に表皮材を取付ける作業は容易になるという利点がある。

さらに、内装部材は、軽金属から形成しかつ、ピラーに沿うとともに軸線方向に伸ばした裏ベース部材から形成されたので、断面が例えばＵ形状の裏ベース部材であれば、塑性加工に用いる金型や装置は簡単になり、裏ベース部材の塑性加工は容易である。従って、生産コストを削減することができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、固定台座は、裏ベース部材に固着する脚部と、脚部に連なりピラーに対向する取付座部と、から成形され、取付座部の中央にピラーに取付けるための掛止部材が嵌るスリットが形成されているので、脚部によって所定距離を設定することができるとともに、内装部材が塑性変形するとほぼ同時に、脚部は塑性変形する。従って、内装部材に加わる衝撃を軽減することができる。

また、固定台座は、取付座部の中央にピラーに取付けるための掛止部材が嵌るスリットが形成されているので、スリットで掛止部材を取付けると、ピラーから離す引張り力に対して、掛止部材の取付け強度を高めることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。
図１は、本発明のピラー構造を採用した車両の斜視図である。
車両１１は、車体１２と、車体１２に設けた運転席１３、助手席１４と、車体１２に取付けたインストルメントパネル１５、フロントウインド１６、左・右ドア１７，１７を備える。１８は車室を示す。

車体１２は、フロントボデー２１と、フロントボデー２１に連ねたピラーとしてのフロントピラー２２と、フロントピラー２２に連ねたルーフ２３と、を備える。２４はピラー構造であるところのフロントピラー構造、２５はピラー構造２４の内装部材、２６は内装部材の上端、２７は内装部材の下端を示す。

図２は、図１の２−２線断面図であり、フロントピラー構造２４の断面を示す。
フロントピラー構造２４は、フロントピラー２２の車室１８内方側（矢印ａ１の方向）を、フロントピラー２２から所定距離Ｓａだけ離間して内装部材２５で覆うとともに、内装部材２５の一側面２５ａの上・下端２６（図１参照），２７（図１参照）側にフロントピラー２２に向けて固定台座３１（図３参照），３１を取付けたものである。

フロントピラー２２は、アウタパネル３２と中間パネル３３とインナパネル３４を重ねて端同士を溶接したものである。
フロントウインド１６は、ガラス３５と、フロントピラー２２にガラス３５を取付けるサイドモール３６、クリップ３７、接着剤３８とを備える。
ドア１７は、ガラス４１と、サッシュ４２と、サッシュ４２に取付けたガラスランチャンネル４３、アウタウエザストリップ４４、インナウエザストリップ４５とを備える。

内装部材２５は、裏ベース部材４６を表皮材４７で被覆するとともに、表皮材４７の縁部５１，５１を裏ベース部材４６の端部５２，５２に矢印ａ２，ａ２のように巻き込んだもので、フロントピラー２２のインナパネル３４に固定台座３１を掛止部材５３で取付けた。

表皮材４７は、樹脂製の単層のシートであり、裏ベース部材４６の車室１８側に接着することで、フロントピラー構造２４に上質感を与えることができ、結果的に、車室１８の上質感を高めることができる。
なお、表皮材に採用するシートの層数は任意であり、多層でもよく、例えば、表皮材４７と裏ベース部材４６との間にさらにクッション層を入れた２層の表皮材としてもよい。
裏ベース部材４６の一側面２５ａには、固定台座３１（図３参照），３１を溶接にて固定した。

図３は、本発明の車両のピラー構造に用いた裏ベース部材の斜視図である。
裏ベース部材４６は、ピラー（フロントピラー）２２（図２参照）に沿って軸線Ｃ方向（矢印ａ３方向）に伸ばし、軸線Ｃに直交する断面がＵ形状である。また、裏ベース部材４６は、上・下端２６，２７側に固定台座３１，３１を取付け、下端２７にラグ５４，５４を取付けたものである。
裏ベース部材４６の材質は、軽金属であり、軽金属は、例えば、アルミニウム合金である。
ラグ５４は、インストルメントパネル１５（図１参照）側に差し込まれることで、フロントピラー構造２４の軸線Ｃ方向への熱膨張による伸びを吸収する。

裏ベース部材４６の製造方法を簡単に説明する。
まず、軽金属から形成したブランク材を所望の大きさの長方形に切断する。引き続き、ブランク材をプレス機に取付けた塑性加工用の金型（上金型、下金型を備える。）にセットし、金型を閉じることでブランク材を塑性変形させ、裏ベース部材４６となる一次成形品を成形する。その次ぎに、一次成形品の余分な部位を切断することで余分な部位を排除し、二次成形品を得る。最後に、二次成形品に固定台座３１，３１及びラグ５４，５４を溶接で取付け、裏ベース部材４６が完成する。

このように、ピラー（フロントピラー）２２（図２参照）に沿った形状、例えば、断面がＵ形状の裏ベース部材４６であれば、塑性加工に用いる金型などの装置類は簡単になり、裏ベース部材４６の塑性加工は容易である。従って、生産コストを削減することができるという利点がある。

ここでは、プレス機並びに塑性加工の金型を例に説明したが、製造方法は任意であり、ダイカストで製造してもよい。断面がＵ形状の裏ベース部材４６であれば、鋳造金型のキャビテイ形状は簡単であり、生産コストを削減することができるという利点がある。

内装部材２５では、一側面２５ａの両端（上・下端）２６，２７に固定台座３１，３１を取付けることで、固定台座３１を取付けた両端に比べ、塑性変形後に固定台座３１が介在しない中央はフロントピラーのインナパネル３４（図２参照）からの所定距離Ｓａ（図２参照）を大きくすることができ、衝撃を軽減することができる。

図４は、本発明のピラー構造に採用した固定台座及び掛止部材の斜視図である。
固定台座３１は、裏ベース部材４６（図３参照）に固着する脚部５５（第１・第２Ｌ字部５６，５７を有する。）と、脚部５５に連なりピラー（フロントピラー）２２（図２参照）に対向する取付座部５８とから成形され、取付座部５８の中央に掛止部材５３を取付けるスリット６１が形成されているものである。
固定台座３１の材質は、裏ベース部材４６と同等のものとし、裏ベース部材４６に対して異材溶接とならないように選択するが望ましい。

脚部５５では、第１・第２Ｌ字部５６，５７を形成することで、裏ベース部材４６と脚部５５に対する溶接部の長さや数を大きくすることができ、溶接強度を高めることができる。
スリット６１は、幅Ｗｓ、深さＬｓの切り欠で、切り欠を上に向けて開け且つ、軸線Ｃ方向（矢印ａ３方向）に配置したものである。

掛止部材５３は、裏ベース部材４６（図３参照）を取付けるクリップであり、スリット６１に掛かる断面Ｕ字状の掛止本体６２を成形し、掛止本体６２に連ねて嵌合先端６３をフロントピラー２２（図２参照）のインナパネル３４（図２参照）の孔（図に示していない）に嵌めた後、孔に嵌合先端６３が掛かるように形成したものである。

掛止本体６２は、取付座部５８を挟む構造で、車室の内・外の方向（矢印ａ５の方向）に対して、着脱することはできない部位であり、フロントピラー２２（図２参照）から離す（矢印ａ５の方向）引張り力に対して、取付け強度を高めることができるという利点がある。

内装部材２５の取付け要領を図３及び図４で説明する。
まず、スリット６１に掛止部材５３の掛止本体６２を矢印（図４の一点鎖線を参照）のように嵌め、残りのスリット６１にも同様に掛止本体６２を嵌める。スリット６１は、切り欠を上に向けて開けたので、次工程で内装部材２５を取付ける際に、内装部材２５を立てても、スリット６１から掛止部材５３は抜け落ちない。

引き続き、内装部材２５の上端２６を上にして立て、インストルメントパネル１５（図１参照）に連なる部位にラグ５４，５４を差し込むとともに、フロントピラーのインナパネル３４（図２参照）に内装部材２５を矢印ａ４（図３参照）のように押付けることで、インナパネル３４（図２参照）の孔に嵌合先端６３，６３を嵌める。

つまり、フロントピラー２２（図２参照）に内装部材２５を押付けると、内装部材２５の取付は完了するので、内装部材２５の取付は容易であり、生産コストを削減することができる。

図５は、本発明のピラー構造の衝撃吸収を説明する図である。
ピラー構造２４の内装部材２５に衝撃が矢印ａ６のように加わると、内装部材２５は二点鎖線で示す状態から実線で示すように塑性変形して、衝撃を低減する。具体的には、内装部材２５に衝撃が矢印ａ６のように加わると、裏ベース部材４６は、軽金属の特性と断面形状（例えば、断面Ｕ形状）による強度（断面係数）によって得られる強さで、所定距離Ｓａだけ塑性変形することで、衝撃を吸収する。

ピラー構造２４は、フロントピラー２２と内装部材２５との空間に衝撃吸収を目的とする部材を取付けずに、内装部材２５を衝撃吸収部材として使用するので、軽量化を図ることができるとともに、部品の数を減らすことができる。

このように、車両のピラー構造２４では、内装部材２５の両端（上・下端）２６（図１参照），２７（図１参照）側に所定距離Ｓａだけ離す固定台座３１（図３参照），３１（図３参照）を取付けるとともに、内装部材２５を軽金属から形成したので、衝撃吸収性を損なうことなく、重量の増加を抑え、生産コストを削減し、部品の数を減らすことができる。

ピラー構造２４では、フロントピラー２２と内装部材２５との空間に衝撃吸収を目的とする部材を取付けずに、衝撃吸収部材として内装部材２５を使用するので、内装部材２５が塑性変形した際にフロントピラー２２と内装部材２５と間に衝撃吸収を目的とする部材が挟まらない。従って、フロントピラー２２のインナパネル３４を基準に設定する所定距離Ｓａを小さくすることができる。
つまり、車室１８内方側（矢印ａ１の方向）への出っ張りを小さくすることができ、ピラー構造２４による圧迫感を抑制することができるとともに、開放感が向上し快適性の向上を図ることができる。

尚、本発明の車両のピラー構造は、フロントピラー２２に適用したが、フロントピラー２２に限定しない。ルーフを支持する各ピラー（例えば、センターピラー）に採用することも可能である。

本発明の車両のピラー構造は、四輪車に好適である。

本発明のピラー構造を採用した車両の斜視図 図１の２−２線断面図 本発明の車両のピラー構造に用いた裏ベース部材の斜視図 本発明のピラー構造に採用した固定台座及び掛止部材の斜視図 本発明のピラー構造の衝撃吸収を説明する図 従来の技術の基本構成を説明する図

符号の説明

１１…車両、１８…車室、２２…ピラー（フロントピラー）、２４…ピラー構造、２５…内装部材、２６，２７…両端（上・下端）、３１…固定台座、４６…裏ベース部材、４７…表皮材、５１…表皮材の縁部、５２…裏ベース部材の端部、５３…掛止部材、５５…脚部、５８…取付座部、６１…スリット、Ｓａ…所定距離。

Claims (3)

1. 車両のピラーの車室内方側を、該ピラーから所定距離だけ離間して内装部材で覆った車両のピラー構造において、
   前記内装部材の一側面には前記ピラーに向けて固定台座を取付けるとともに、内装部材を軽金属から形成したことを特徴とする車両のピラー構造。
2. 前記内装部材は、ピラーに沿うとともに軸線方向に伸ばした裏ベース部材から形成され、該裏ベース部材を表皮材で被覆するとともに、該表皮材の縁部を前記裏ベース部材の端部に巻き込んだことを特徴とする請求項１記載の車両のピラー構造。
3. 前記固定台座は、前記裏ベース部材に固着する脚部と、該脚部に連なり前記ピラーに対向する取付座部と、から成形され、該取付座部の中央に前記ピラーに取付けるための掛止部材が嵌るスリットが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両のピラー構造。
   

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