JP2013230796A - センタピラー上部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各部材同士の結合強度を維持したまま、材料歩留まりを向上可能なセンタピラー上部構造を提供することを目的とする。
【解決手段】センタピラー上部構造１００は、センタピラー１０４とルーフサイドレール１０６とを含む。センタピラー１０４は車内側のピラーインナ１０４ｂおよび車外側のピラーアウタ１０４ａを備え、ルーフサイドレール１０６は車内側のレールインナ１０６ｂおよび車外側のレールアウタ１０６ａを備える。ピラーアウタ１０４ａは直線的な輪郭を有している。レールアウタ１０６ａは下縁側に設けられてセンタピラー１０４の溶接代となる突出領域１１４ａ・１１４ｂ、上縁側に切欠領域１１８を有し、突出領域１１４ａ・１１４ｂは切欠領域１１８に組み合う形状を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、センタピラーと、このセンタピラーと接合するルーフサイドレールとを含んだセンタピラー上部構造に関するものである。

車両の側部には、ルーフ（屋根）を支える複数のピラー（支柱）が設けられている。各ピラーは車両前方側からフロントピラー、センタピラー、リアピラーと呼ばれ、各ピラーの上部は車両の前後方向に延びるルーフサイドレールに接続されている。これらの部材は車両の側部における骨格を形成していて、特に、各ピラーおよびルーフサイドレールにはルーフを支えるための相応の剛性が必要となっている。

例えば、特許文献1に記載のセンタピラー上部結合構造には、サイドレール（ルーフサイドレール）およびセンタピラーが含まれていて、これらはそれぞれ閉断面を有するよう構成されている。そして、これらの内部には、補強板であるリインフォースが配置され、このリインフォースによって互いにより強固な接合がなされている。

特開平１１−３４８８２１号公報

上記のルーフサイドレールやセンタピラーを構成している各パネル部材は、板金にプレス成型を施すことによって製造されている。しかし、例えば特許文献１のピラーアウタ本体は上端側がＴ字形状を描いている。このような形状は、板金上に金型をレイアウトした際、板金に端材や残材が発生しやすく、材料歩留まり（製造量／材料量）が低下して製造コストが上昇するおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、各部材同士の結合強度を維持したまま、材料歩留まりを向上可能なセンタピラー上部構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかるセンタピラー上部構造の代表的な構成は、車両のセンタピラーと、センタピラーと接合されるルーフサイドレールとを含むセンタピラー上部構造であって、センタピラーは、それぞれ板金製であって閉断面を形成するよう互いに接合された車内側のピラーインナおよび車外側のピラーアウタを備え、ルーフサイドレールは、それぞれ長尺な板金部材であって閉断面を形成するよう互いに接合された車内側のレールインナおよび車外側のレールアウタを備え、ピラーインナまたはピラーアウタの展開形状は、ルーフサイドレールと重なる領域から重ならない領域にわたって直線的な輪郭を有し、レールインナまたはレールアウタは、下縁から下方へ突出しセンタピラーとの溶接代となる突出領域と、上縁のうち突出領域の上方の領域が切り欠かれた切欠領域とを有し、突出領域は切欠領域に組み合う形状を有することを特徴とする。

従来では、センタピラーとルーフサイドレールとの溶接代（ようせつしろ）を確保するために、センタピラーの上端、またはルーフサイドレールのうちのセンタピラーが接合する領域が、Ｔ字形状になっていることがあった。しかし上記構成では、センタピラーおよびルーフサイドレールの溶接代として、レールインナまたはレールアウタに突出領域を設けていて、いずれの部材もＴ字形状ではなくなっている。特に、レールインナまたはレールアウタには、突出領域に対応して切欠領域が設けられていて、製造時において、レールインナまたはレールアウタの金型は、板金上に効率よく並べることが可能になっている。これによって、当該センタピラー上部構造では、各板金部材における材料歩留まりの向上が図られている。

当該センタピラー上部構造はさらに、車幅方向に伸びるよう設けられてルーフを支えるルーフメンバを備え、突出領域および切欠領域を有するレールインナまたはレールアウタはさらに、切欠領域内において車内側へ突出しルーフメンバとの溶接代となるフランジを有してもよい。フランジを切欠領域内に設けることで、材料歩留まりに影響を与えることなくルーフメンバとの溶接代を確保することが可能である。

上記構成によれば、各部材同士の結合強度を維持したまま、材料歩留まりを向上可能なセンタピラー上部構造を提供することが可能となる。

本発明の実施形態にかかるセンタピラー上部構造の概要を示した図である。 図１（ｂ）の分解図である。 図１（ａ）のセンタピラー上部構造を各方向から示した図である。 図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 図２のレールアウタの概略的な展開形状を例示した図である。 図１（ａ）のピラーアウタの概略的な展開形状を例示した図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかるセンタピラー上部構造（以下、ピラー構造１００）の概要を示した図である。図１（ａ）は、ピラー構造１００が実施された車両１０２を、車幅方向の左側から示した図である。以下、図１（ａ）以降の各図面を参照して説明するピラー構造１００は車両の左側面用を想定したものとする。

ピラー構造１００は、センタピラー１０４と、このセンタピラー１０４と接合するルーフサイドレール１０６とを含んで構成されている。センタピラー１０４は、ルーフ(図示省略)を支える柱の役割をする部位である。ルーフサイドレール１０６もまたルーフを支える部材であって、ルーフの側縁に沿って車両前後方向に伸びるよう設置されている。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のセンタピラー上部構造の拡大図である。図１（ｂ）では、図１（ａ）のピラー構造１００を、車両前方かつ上方から見た斜視図として示している。図１（ｂ）に示すように、ピラー構造１００にはさらに、ルーフメンバ１０８が含まれている。このルーフメンバ１０８は、ルーフ（図示省略）を下方から支える部材であって、車幅方向に伸びるよう設置されている。なお、ルーフメンバ１０８とルーフサイドレール１０６との間には、車両の外面であるアウタパネルが配置される場合もあるが、発明の理解を容易にするために、各図ではアウタパネルの描写は省略している。

図２は、図１（ｂ）の分解図である。図２に示している各部材はいずれも板金部材であって、板金にプレス成型を施すことによって立体的な形状に形成されている。

センタピラー１０４とルーフサイドレール１０６は、いずれも、それぞれ長尺な板金部材を接合（例えばスポット溶接）することで構成されている。例えば、センタピラー１０４の車外側はピラーアウタ１０４ａ、その車内側はピラーインナ１０４ｂで構成されている。また、ルーフサイドレール１０６の車外側はレールアウタ１０６ａ、車内側はレールインナ１０６ｂで構成されている。

図３は、図１（ａ）のセンタピラー上部構造を各方向から示した図である。図３（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）に示すように、ルーフサイドレール１０６は、レールアウタ１０６ａおよびレールインナ１０６ｂが接合することで閉断面が形成されていて、これによって剛性が確保されている。

ここで、当該ピラー構造１００では、レールアウタ１０６ａとレールインナ１０６ｂとを接合して閉断面を形成させた後であっても、その車外側へのセンタピラー１０４の接合が容易に行えるよう工夫がなされている。図３（ｂ）は、図１（ａ）の車内側を示した図である。図３（ｂ）に示すように、レールインナ１０６ｂには開口部１１０が設けられている。この開口部１１０を通じてルーフサイドレール１０６の閉断面の内部に不図示の工具類を差し込むことが可能になっていて、これによって図３（ａ）のように、レールアウタ１０６ａとピラーアウタ１０４ａとにスポット溶接（Ｐ１）を施すことが可能になっている。

図４は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図４に示すように、センタピラー１０４は、ピラーアウタ１０４ａとピラーインナ１０４ｂが接合した構成となっている。図４は開口部１１２が存在する領域での断面であるが、これよりも下方の領域ではピラーアウタ１０４ａとピラーインナ１０４ｂによって閉断面が形成され、これによって剛性が確保されている。開口部１１２は、図１（ｂ）に示すように、ピラーアウタ１０４ａのうちルーフサイドレール１０６に重なる領域に設けられている。これによって、先にピラーアウタ１０４ａおよびピラーインナ１０４ｂを接合して閉断面を形成させた後であっても、図４のように開口部１１２を通じてルーフサイドレール１０６へのスポット溶接（Ｐ２）を施すことが可能になっている。

当該ピラー構造１００では、プレス成型時における材料歩留まりの向上のため、特にピラーアウタ１０４ａおよびレールアウタ１０６ａの形状に工夫がなされている。

再び、図２を参照する。本実施形態では、レールアウタ１０６ａに、センタピラー１０４との溶接代として、突出領域１１４ａ・１１４ｂを設けている。突出領域１１４ａ・１１４ｂは、レールアウタ１０６ａの下縁側に下方へ凸を描くように設けられた領域であって、センタピラー１０４が接合する位置の車両前後両端に形成されている。

また、レールアウタ１０６ａには、ルーフメンバ１０８との溶接代として、フランジ１１６を設けている。フランジ１１６は、ルーフメンバ１０８の上縁側であって、切欠領域１１８と呼んでいる領域内において車内側へ凸となるよう設けられている。この切欠領域１１８とは、ルーフメンバ１０８の上縁において下方へ凹となるよう切り欠かれた領域である。

これら延長領域１１４ａ・１１４ｂと切欠領域１１８およびフランジ１１６ｂは、レールアウタ１０６ａの製造時における材料歩留まりに配慮して形成されている。図５は、図２のレールアウタ１０６ａの概略的な展開形状（曲げ加工を施す前の形状）を例示した図である。図５（ａ）は、展開形状を単独で例示している。

図５（ａ）に例示しているように、切欠領域１１８は、上縁側にて下方へ凹を描くよう切り欠くことで設けられている。特に、切欠領域１１８は、突出領域１１４ａ・１１４ｂの上方の位置に、突出領域１１４ａ・１１４ｂの突出の程度に応じて設けられている。

図５（ｂ）は、板金上に図５（ａ）の展開形状にほぼ一致する型形状をレイアウトした図である。図５（ａ）のレールアウタ１０６ａの展開形状は長方形に近い。そして、図５（ｂ）に例示するように、金型Ｍ内で各型形状をその短手方向へ並べてレイアウトすると、一の型形状Ｍ１の突出領域１１４ａ・１１４ｂが、他の型形状Ｍ２の切欠領域１１８に組み合わさる形状となっている。このように、本実施形態では、板金１２０に端材や残材が発生しないよう効率のよいレイアウトをとることが可能になっている。また、フランジ１１６は、切欠領域１１８内に設けられていて、材料歩留まりに影響を与えることがなくなっている。

材料歩留まりの向上に関する工夫は、図１（ａ）に示したピラーアウタ１０４ａに対しても行われている。図６は、図１（ａ）のピラーアウタ１０４ａと比較例であるピラーアウタ１０とを比較した図である。

図６（ａ）のピラーアウタ１０４ａは上部から下部に向かって次第に幅が広くなっている。図６（ｂ）に例示しているピラーアウタの展開形状（型形状ｍ）においても同様である。これは、センタピラーは、下部へいくほど高い剛性が必要になるためである。ここで、本実施形態のピラーアウタ１０４ａは、図６（ｃ）に例示した従来のピラーアウタ１０に比べて、直線的な形状である。従来のピラーアウタ１０は、上端にルーフサイドレールとの溶接代としてＴ字形状の領域が設けられている。このピラーアウタ１０は、図６（ｄ）に例示するＴ字形状の上部部品１０ａ（型形状ｔ）と、図６（ｅ）に例示する下部部品１０ｂ（型形状ｎ）をレーザー溶接することで構成されていた。しかし、このような形状のピラーアウタ１０は、特に図６（ｄ）に例示する板金２０上に複数の型形状tをレイアウトした場合など、各型形状の材料取りレイアウトにおいて端材や残材（余白の領域）が多く生じやすい。センタピラー１０は、車両の各部材のなかでも大型で重量も大きく、センタピラー１０の材料歩留まりは車両のトータルコストへ与える影響が大きい。

そこで本実施形状では、図５（ａ）に示したように、センタピラー１０４（図２等参照）とルーフサイドレール１０６との溶接代として突出領域１１４ａ・１１４ｂを設けている。そのため、図６（ａ）のピラーアウタ１０４ａは直線的な形状となっていて、図６（ｂ）に型形状ｍとして例示している展開形状においても、ルーフサイドレール１０６と重なる領域Ｅ１から重ならない領域Ｅ２にわたって直線的な輪郭を有している。そのため、板金１３０上に効率のよいレイアウトをとることが可能になっている。これらのようにして本実施形態では、図５（ａ）のレールアウタ１０６ａ、および図６（ａ）のピラーアウタ１０４ａにおいて、溶接代を確保して結合強度を維持したまま、材料歩留まりの向上が図られている。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、センタピラーと、このセンタピラーと接合するルーフサイドレールとを含んだセンタピラー上部構造として利用することができる。

１００ …ピラー構造、１０２ …車両、１０４ …センタピラー、１０４ａ …ピラーアウタ、１０４ｂ …ピラーインナ、１０６ …ルーフサイドレール、１０６ａ …レールアウタ、１０６ｂ …レールインナ、１０８ …ルーフメンバ、１１０ …開口部、１１２ …開口部、１１４ａ・１１４ｂ …突出領域、１１６ …フランジ、１１８ …切欠領域、１２０・１３０・２０・３０ …板金、１０ …従来のピラーアウタ、１０ａ …従来のピラーアウタの上部部品、１０ｂ …従来のピラーアウタの下部部品、Ｅ１ …ピラーアウタのルーフサイドレールと重なる領域、Ｅ２ …ピラーアウタのルーフサイドレールと重ならない領域、Ｍ …レールアウタの金型、Ｍ１・Ｍ２ …レールアウタの型形状、ｍ …ピラーアウタの型形状、ｎ …下部部品の型形状、ｔ …上部部品の型形状

Claims (2)

1. 車両のセンタピラーと、該センタピラーと接合されるルーフサイドレールとを含むセンタピラー上部構造であって、
   前記センタピラーは、それぞれ板金製であって閉断面を形成するよう互いに接合された車内側のピラーインナおよび車外側のピラーアウタを備え、
   前記ルーフサイドレールは、それぞれ長尺な板金部材であって閉断面を形成するよう互いに接合された車内側のレールインナおよび車外側のレールアウタを備え、
   前記ピラーインナまたはピラーアウタの展開形状は、前記ルーフサイドレールと重なる領域から重ならない領域にわたって直線的な輪郭を有し、
   前記レールインナまたはレールアウタは、下縁から下方へ突出し前記センタピラーとの溶接代となる突出領域と、上縁のうち該突出領域の上方の領域が切り欠かれた切欠領域とを有し、該突出領域は該切欠領域に組み合う形状を有することを特徴とするセンタピラー上部構造。
2. 当該センタピラー上部構造はさらに、車幅方向に伸びるよう設けられてルーフを支えるルーフメンバを備え、
   前記突出領域および切欠領域を有するレールインナまたはレールアウタはさらに、前記切欠領域内において車内側へ突出し前記ルーフメンバとの溶接代となるフランジを有することを特徴とする請求項１に記載のセンタピラー上部構造。

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