JP2009061858A - 自動車のセンターピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の前面衝突時の前方からセンターピラーへ作用する衝撃荷重に対してピラー剛性を強化すること。
【解決手段】自動車のセンターピラー１内に、前方のドア３内に設置されたドアリィンフォースメント４の後端縁４０に対応する位置に、前後方向の第１の壁面部５ａと、第１の壁面部５ａの前縁および後縁から車内側へ延出する第２および第３の壁面部５ｂ、５ｃとで水平断面ほぼコ字形に一体形成したバルクヘッド５を設ける。バルクヘッド５には、その下半部を車内側へ下降傾斜する上下ほぼく字形に形成して第１の壁面部５ａにセンターピラー１内部を上下に仕切る仕切部５３を形成し、仕切部５３の前縁をドアリィンフォースメント４の後端縁４０と対向せしめ、車両の前面衝突時に後方へ移動するドアリィンフォースメント４の後端縁４０をバルクヘッド５の第２の壁面部５ｂおよび仕切部５３の前縁で受け止めるようになした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のセンターピラー構造、特に上下中間位置にバルクヘッドを設けて、車両前面衝突時に後方へ移動するドアリィンフォースメントの後端を受け止めるようになした自動車のセンターピラー構造に関する。

従来、自動車のセンターピラーは、これに作用する外力に対してピラー剛性を強化する対策がなされている。
図５に示すように、センターピラー１に作用する外力として、車両の前面衝突時、特に衝撃の大きいオフセット衝突時には、車体前部の潰れ変形により車体側面のドア開口２を開閉するフロントドア３が後方へ押され、フロントドア３のドアベルトライン３０に沿って前後方向に延びるドアリィンフォースメント４の後端がセンターピラー１の上下中間位置１０に当って、衝撃荷重が作用する(図の白矢印)。この場合、前方からの衝撃荷重でセンターピラー１が変形するとドア開口２および車室前部の空間を確保することが困難となるため、ドアリィンフォースメント４の後端に対向するセンターピラー１の中間位置１０にバルクヘッドを設けて補強することが行なわれている。

図６（ａ），（ｂ）は前方からの衝撃荷重に対する従来の代表的なバルクヘッドによる補強構造を示す。図６（ａ）の補強構造は、ドアリィンフォースメント４の後端に対向して、ピラー内を上下方向に仕切る水平方向のバルクヘッド８を設け、衝突時にドアリィンフォースメント４の後端を受け止めるようにしている。
しかしながら水平のバルクヘッド８では水平方向にピラーの断面崩れを防ぐ効果は大きいが、補強できる上下範囲が狭く、上下幅のあるドアリィンフォースメント４を受け止めるには不十分で、大きな衝撃荷重の作用によりバルクヘッド８の設置個所の上下位置でセンターピラー１の断面崩れが生じ、ピラー１が変形するおそれがある。

図６（ｂ）の補強構造は、センターピラー１の水平断面ほぼハット形のアウタパネル１ａの内面に沿って、車内側へ開口する水平断面ほぼコ字形をなし、上下寸法をドアリィンフォースメント４に合わせたバルクヘッド９を設けて、上下の広い範囲を補強するようにしている。
しかしながら断面コ字形のバルクヘッド９では、前側の壁面部９１でドアリィンフォースメント４を受け止めるため、大きな衝撃荷重が作用すると、壁面部９１がピラー内部へ押し込まれて変易しやすく、補強効果が充分とは言えない。

そこで水平方向に有効な先のバルクヘッド８と上下方向の範囲を補強する後のバルクヘッド９とを組合わせ、水平断面コ字形のバルクヘッド９内に水平方向のバルクヘッド８を設けることが考えられるが、複数部材を結合する手間がかかり生産性がよくない。

また水平方向、上下方向ともに有効な補強構造として、下記特許文献１に、センターピラー内に上下に間隔をおいてピラー内部の断面を上下に仕切る複数の水平のバルクヘッドを設けるとともに、上下のバルクヘッド間に車幅方向に配して、ピラーの閉断面を前後に仕切る縦の補強板を設ける構造が記載されている。
特許文献１では、主に車両の側面衝突時に車体側方からセンターピラーに作用する衝撃荷重に対する剛性強化を図るようにしており、前方より作用する荷重に対しては、上記補強板を前後方向に設置することも考えられるが、この場合も上下のバルクヘッドと補強板とを結合する手間がかかり、生産性がよくない。
特開平９−２０２６７号公報

そこで本発明は、構造簡素で生産性がよく、水平方向かつ上下方向の広い範囲で補強効果を有効に発揮するバルクヘッドを用い、もって自動車のセンターピラーの前方からの衝撃荷重に対する剛性を強化する自動車のセンターピラー構造を実現することを課題としてなされたものである。

本発明は、車体の側面のドア開口の後縁に沿って起立する閉断面のセンターピラーの内部の上下中間位置には、上記ドア開口を開閉するドアの内部に設置された前後方向に延びるドアリィンフォースメントの後端に対応する位置にバルクヘッドを設け、車両の前面衝突時に後方へ移動する上記ドアリィンフォースメントの後端を上記バルクヘッドで受け止めてセンターピラーの断面崩れを防止する自動車のセンターピラー構造において、上記バルクヘッドは、これをセンターピラーのアウタパネルの車外側の側壁に沿う第１の壁面部と、第１の壁面部の前縁および後縁から延出して上記アウタパネルの前壁および後壁に沿う第２および第３の壁面部とで車内側へ向けて開口する水平断面ほぼコ字形に一体形成するとともに、上下方向にほぼく字形に形成して下半部に車内方向へ下降傾斜する傾斜部を設け、上記傾斜部における上記第１の壁面部により、前後方向にほぼ水平面をなし車内方向へ下降傾斜する傾斜面をなして上記アウタパネル内を上下に仕切る仕切部を形成し、上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と対向せしめる（請求項１）。
前面衝突時に後方へ移動するドアリィンフォースメントの後端を、バルクヘッドの前後方向にほぼ水平面をなす仕切部と、これと一体の縦壁状の第２および第３の壁面部とで受け止めるので、仕切部およびその上下を含む範囲でセンターピラーの断面崩れを効果的に防止できる。またバルクヘッドは断面コ字形部材をく字形にプレス加工することにより一体成形でき、生産性がよい。

上記バルクヘッドはその上下寸法を、上記ドアリィンフォースメントの上下幅とほぼ同じとし、上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と交差状に対向せしめる（請求項２）。
バルクヘッドにより、ドアリィンフォースメントからの荷重を最も効果的に受け止めることができる。

上記第１の壁面部の上部を縦断面浅いＬ字形の屈曲形状として、前後方向に直線状に延びる屈曲部を形成する（請求項３）。
屈曲部によりバルクヘッドの前後方向の剛性を強化することができる。

図５に示す車両のフロントドア開口２の後縁に沿うセンターピラー１の中間部１０に本発明を適用した実施形態を説明する。
図１ないし図４に示すように、センターピラー１は、車内側へ向けて開口する断面ほぼハット形のアウタパネル１ａと、車外側へ開口する浅い断面ほぼハット形のインナパネル１ｂとを組付けた閉断面構造をなす。
なお、アウタパネル１ａは、その車外側の側壁１１の前縁から屈曲して車内側へ向けた前壁１２がフロントドア開口２に臨み、フロントドア開口２を開閉するフロントドア３の閉鎖時にドア後端面３１と前後方向に近接対向するようにしてある。

フロントドア３は、ドア本体とドア窓開口を囲むドアフレームとを備え(図５参照)、ドア本体はドアアウタパネル３ａとドアインナパネル３ｂとからなる中空構造をなし、ドア本体内にはドアベルトライン３０に沿ってドアリィンフォースメント４が設置してある。
ドアリィンフォースメント４は、互いに相対向する浅い断面ハット形の外板４１と内板４２とからなる閉断面構造をなし、ドア本体内の前後方向ほぼ全長にわたって、上下幅を有する帯状に形成してある。

ドアリィンフォースメント４は、その外板４１と内板４２の上縁フランジ同士の結合部を、ドアインナパネル１ｂの上縁と一体に結合してあり、外板４１と内板４２の下縁フランジ同士の結合部がドアインナパネル１ｂの上下中間部に結合してある。ドアリィンフォースメント４の後端縁４０はドア後端面３１と近接対向せしめてある。

ドアリィンフォースメント４の後端縁４０に対向して、センターピラー１のアウタパネル１ａ内部にはバルクヘッド５が設置してある。
バルクヘッド５は金属板をプレス成形した一体成形品で、センターピラー１のアウタパネル１ａの車外側の側壁１１に対向する第１の壁面部５ａと、第１の壁面部５ａの前縁から車内側へ屈曲してアウタパネル１ａの前壁１２に沿う第２の壁面部５ｂ、および第１の壁面部５ａの後縁から屈曲してアウタパネル１ａの後壁１３に沿う第３の壁面部５ｃとで車内側へ向けて開口する水平断面ほぼコ字形をなす。バルクヘッド５の上下寸法はドアリィンフォースメント４の後端縁４０の上下幅とほぼ同じ寸法に設定してある。

バルクヘッド５は、センターピラー１のアウタパネル１ａとインナパネル１ｂとを組付ける前に、アウタパネル１ａに組付けておき、第１の壁面部５ａの上下中央付近をアウタパネル１の側壁１１内面に溶接結合するとともに、第２の壁面部５ｂ、および第３の壁面部５ｃをそれぞれアウタパネル１ａの前壁１２内面および後壁１３内面に溶接結合してある。

バルクヘッド５は、前後方向に見て、上下中間位置で屈曲し、上半部よりも下半部を車内側かつ下方へ傾斜せしめてあり、全体の形状がほぼく字形をなす。
バルクヘッド５の第１の壁面部５ａには、上下中央位置に車幅方向に車外側へ台形状に張り出す中央部５１が形成してあり、該中央部５１の下縁の屈曲部５２より下方の下半部が車内側かつ斜め下方へ傾斜する傾斜面状をなしてアウタパネル１ａ内を上下方向に仕切る仕切部５３を形成している。仕切部５３は前後方向には直線状に延びるほぼ水平面をなす。仕切部５３の下端は下方へ向けて屈曲形成してある。

第１の壁面部５ａの上部５４は中央部５１の上縁から屈曲して車内側へ向けた浅い段差を介して中央部５１よりも一段車内側の位置でほぼ上方向に起立姿勢をなす。
このように上下方向に凹凸状に形成した第１の壁面部５ａは、中央部５１、仕切部５３、上部５４などの各部位の間に前後方向(幅方向)に直線状に延びる複数の屈曲部５２，５５，５６，５７を備え、これら屈曲部５２，５５，５６，５７により前後方向に面剛性が強化されている。

バルクヘッド５の第２の壁面部５ｂおよび第３の壁面部５ｃは、上下方向全長に渡ってほぼ同一の幅寸法を有し、第１の壁面部５ａの屈曲形状に合わせて凹凸状に屈曲した形状をなす。

このように形成したバルクヘッド５は、センターピラー１の内部で、第２の壁面部５ｂの上から約３分の２の範囲が、ドアリィンフォースメント４の後端縁４０の上から約３分の２の範囲と前後方向に対向せしめてあり、第１の壁面部５ａの仕切部５３の前縁がドアリィンフォースメント４の後端縁４０と、車幅方向にその中心線ＣＬを横切り、後端縁４０と交差するように配置してある。

車両の前面衝突時、その衝撃で後方へ移動したドアリィンフォースメント４の後端縁４０がセンターピラー１に当接すると、ピラー内のバルクヘッド５にドアリィンフォースメント４から大きな衝撃荷重が作用する。
この場合、バルクヘッド５の第１の壁面部５ａの仕切部５３は車幅方向には傾斜面であるが前後方向には直線状の水平面をなしているから、ドアリィンフォースメント４による前方からの衝突荷重に対して変形せず、センターピラー1の断面崩れは防止される。かつ第１、第２、第３の縦方向の壁面部５ａ，５ｂ，５ｃは仕切部５３の周縁を結合しているから衝撃荷重に対して変形しにくい。従って、センターピラー１は仕切部53およびその上下の範囲にわたって断面崩れが効果的に防止される。

また、車両の前面衝突時、車体前部の衝撃の入力位置がドアリィンフォースメント４よりも低いので、ドアリィンフォースメント４からバルクヘッド５へ作用する衝撃荷重は若干斜め上方へ向けて作用するが、バルクヘッド５の下半部に仕切部５３を設てドアリィンフォースメント４の後端縁４０を受けるようにしたので、上記衝撃荷重をより効果的に受け止めて衝撃荷重に対するより高い剛性を発揮できる。

バルクヘッド５は第１の壁面部５ａの上下複数個所に前後方向に延びる屈曲部５２，５５，５６，５７の補強作用で面剛性が強化してあるので、第１の壁面部５ａの前後方向の面剛性が強化され、確実にドアリィンフォースメント４を受け止めることができる。

またバルクヘッド５は仕切部５３がバルクヘッド５のく字形に沿う傾斜面となっているので、容易にプレス加工で成形でき、生産性が良好である。

なお、上述の実施形態のバルクヘッド５では、第１の壁面部５ａの上部５４を中央部５１に対して傾斜面としたが、これに限らず上半部全体を上下に面一の縦面としてもよい。しかしながら第１の側面部５ａの上半部の面剛性の強化の観点から上部と中央部との間に屈曲部を設けることが望ましい。

本発明のセンターピラー構造を示す要部斜視図である。 上記センターピラー構造のドアリィンフォースメントとバルクヘッドとの位置関係を示す前方から観た正面図である。 図２のIII−III線に沿う水平断面図である。 図２のIV−IV線に沿う水平断面図である。 センターピラーおよびドアリィンフォースメントの位置関係を示す自動車の側面図である。 図６（ａ），（ｂ）は従来の代表的な２種類のピラー構造を示すもので、一部破断した要部斜視図である。

符号の説明

１ センターピラー
１ａ アウタパネル
１１ 側壁
１２ 前壁
１３ 後壁
２ ドア開口
３ ドア
４ ドアリィンフォースメント
４０ 後端縁(後端)
５ バルクヘッド
５ａ 第１の壁面部
５ｂ 第２の壁面部
５ｃ 第３の壁面部
５３ 仕切部
５５，５６ 屈曲部

Claims (3)

1. 車体の側面のドア開口の後縁に沿って起立する閉断面のセンターピラーの内部の上下中間位置には、上記ドア開口を開閉するドアの内部に設置された前後方向に延びるドアリィンフォースメントの後端に対応する位置にバルクヘッドを設け、車両の前面衝突時に後方へ移動する上記ドアリィンフォースメントの後端を上記バルクヘッドで受け止めてセンターピラーの断面崩れを防止する自動車のセンターピラー構造において、
   上記バルクヘッドは、これをセンターピラーのアウタパネルの車外側の側壁に沿う第１の壁面部と、第１の壁面部の前縁および後縁から延出して上記アウタパネルの前壁および後壁に沿う第２および第３の壁面部とで車内側へ向けて開口する水平断面ほぼコ字形に一体形成するとともに、上下方向にほぼく字形に形成して下半部に車内方向へ下降傾斜する傾斜部を設け、
   上記傾斜部における上記第１の壁面部により、前後方向にほぼ水平面をなし車内方向へ下降傾斜する傾斜面をなして上記アウタパネル内を上下に仕切る仕切部を形成し、
   上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と対向せしめたことを特徴とする自動車のセンターピラー構造。
2. 上記バルクヘッドはその上下寸法を、上記ドアリィンフォースメントの上下幅とほぼ同じとし、
   上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と交差状に対向せしめた請求項1に記載の自動車のセンターピラー構造。
3. 上記第１の壁面部の上部を縦断面浅いＬ字形の屈曲形状として、前後方向に直線状に延びる屈曲部を形成した請求項２に記載の自動車のセンターピラー構造。