JP2020132022A - センターピラー - Google Patents

Abstract

【課題】重量を大きく増加させることなく断面が崩れるような変形を抑制できるセンターピラーを得る。【解決手段】本センターピラー１０では、ボルト５２の雄ねじ部５４が車幅方向にピラー本体１２を貫通している。ピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６は、外側ワッシャ５８を介してボルト頭部５６によって車幅方向外側への移動が抑制される。ピラーインナ２６のインナ底壁部２８は、内側ワッシャ６２を介してボルト５２の雄ねじ部５４に螺合したナット６０によって車幅方向内側への移動が抑制される。これによって、ピラー本体１２が車幅方向に膨らむような変形を抑制できる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のセンターピラーに関する。

下記特許文献１には、アウタパネルとインナパネルとによって閉じ断面形状に形成されたセンターピラー（特許文献１では、「中間ピラー」と称している）が開示されている。特許文献１では、センターピラーの内側にアウタリインフォースメント、インナリインフォースメント、補助リインフォースメントが設けられている。アウタリインフォースメント及び補助リインフォースメントの各々は、車両前後方向中央側で車幅方向内側へ膨らむように形成されている。これに対して、インナリインフォースメントは、車両前後方向中央側で車幅方向外側へ膨らむように形成されている。これによって、断面を崩すような荷重に対する剛性を補っている。

しかしながら、このようなアウタリインフォースメント、インナリインフォースメント、補助リインフォースメントを設けることによってセンターピラーの重量が大きくなる。

特開２００７−３２６３７６号公報

本発明は、上記事実を考慮して、重量を大きく増加させることなく断面が崩れるような変形を抑制できるセンターピラーを得ることが目的である。

請求項１に記載のセンターピラーは、車幅方向に互いに対向する一対の壁部を有し、車両上下方向に対して直交する方向に切った断面形状が閉じ断面形状とされたピラー本体と、長手方向が前記車幅方向とされ、前記車幅方向に前記一対の壁部を貫通する軸部材と、前記軸部材に設けられ、前記一対の壁部の一方の他方とは反対側から前記一方の壁部へ当接されると共に、前記軸部材に対して前記軸部材の長手方向に前記一方の壁部から離れる移動が前記軸部材によって制限された第１ストッパと、前記軸部材に設けられ、前記一対の壁部の他方の一方とは反対側から前記他方の壁部へ当接されると共に、前記軸部材に対して前記軸部材の長手方向に前記他方の壁部から離れる移動が制限された前記軸部材によって第２ストッパと、を備えている。

請求項１に記載のセンターピラーは、ピラー本体を備えている。ピラー本体を車両上下方向に対して直交する方向に切った断面形状は、閉じ断面形状とされる。また、ピラー本体は、一対の壁部を有しており、一対の壁部は、車幅方向に対向されている。一対の壁部には、軸部材が貫通している。

一対の壁部の一方の他方とは反対側では、軸部材に第１ストッパが設けられている。第１ストッパは、一方の壁部へ当接されていると共に、一方の壁部から離れる方向への移動が軸部材によって制限されている。また、一対の壁部の他方の一方とは反対側では、軸部材に第２ストッパが設けられている。第２ストッパは、他方の壁部へ当接されていると共に、他方の壁部から離れる方向への移動が軸部材によって制限されている。

すなわち、第１ストッパと第２ストッパとが軸部材の軸方向（すなわち、車幅方向）に相対的に離れるような第１ストッパ及び第２ストッパの少なくとも一方の移動は、軸部材に制限される。

ここで、一対の壁部が互いに離れるようにピラー本体が変形しようとすると、第１ストッパが一対の壁部の一方によって車幅方向へ押圧され、第２ストッパが一対の壁部の他方によって車幅方向へ押圧される。しかしながら、上記のように、第１ストッパ及び第２ストッパは、軸部材によって互いに離れる方向への移動が制限される。このため、一対の壁部の互いに離れる方向への移動は、第１ストッパ及び第２ストッパによって制限され、これによって、一対の壁部が互いに離れるようなピラー本体の変形が抑制される。

以上、説明したように、請求項１に記載のセンターピラーでは、一対の壁部が互いに離れるようなピラー本体の変形、すなわち、ピラー本体の断面が崩れるようなピラー本体の変形を抑制できる。しかも、軸部材、第１ストッパ、第２ストッパを設けるだけでよく、重量の大きな増加を抑制できる。

本発明の一実施の形態に係るセンターピラーを車両上下方向に対して直交する方向に切った断面を示す断面図である。

次に、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。なお、図１において矢印ＦＲは、本実施の形態に係る車両用鋼板の接合構造が適用された車両の前側（車両前側）を示し、矢印ＯＵＴは、車幅方向外側を示す。また、本実施の形態では、車幅方向左側を車幅方向外側とし、車幅方向右側を車幅方向内側として説明しているが、車幅方向右側を車幅方向外側とし、車幅方向左側を車幅方向内側とすることもできる。

＜本実施の形態の構成＞
図１に示されるように、本実施の形態に係るセンターピラー１０は、ピラー本体１２を備えている。ピラー本体１２の長手方向は、概ね、車両上下方向とされている。更に、言えば、ピラー本体１２は、ピラー本体１２の長手方向両側に対してピラー本体１２の長手方向中央側の部分が車幅方向外側へ膨らむように湾曲されている。ピラー本体１２は、ピラーアウタ１４を備えている。ピラーアウタ１４は、鋼板（引張強度が４９０ＭＰａ以上の高張力鋼板、引張強度が９８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板等を含む）をプレス成形することによって形成されており、ピラーアウタ１４の長手方向は、概ね、車両上下方向とされている。

ピラーアウタ１４は、壁部としてのアウタ底壁部１６を備えている。アウタ底壁部１６の幅方向は、概ね、車両前後方向とされており、アウタ底壁部１６の車両前側には、アウタ前壁部１８が設けられている。アウタ前壁部１８は、アウタ底壁部１６の車両前側の端部から、車幅方向内側（更に言えば、車幅方向内側に対して車両前側へ傾斜した方向）へ延出されている。アウタ前壁部１８の車幅方向内側には、アウタ前側フランジ２０が設けられている。アウタ前側フランジ２０は、アウタ前壁部１８の車幅方向内側の端部から車両前側へ延出されている。

これに対して、アウタ底壁部１６の車両後側には、アウタ後壁部２２が設けられている。アウタ後壁部２２は、アウタ底壁部１６の車両後側の端部から、車幅方向内側（更に言えば、車幅方向内側に対して車両後側へ傾斜した方向）へ延出されている。アウタ後壁部２２の車幅方向内側には、アウタ後側フランジ２４が設けられている。アウタ後側フランジ２４は、アウタ後壁部２２の車幅方向内側の端部から車両後側へ延出されている。このため、ピラーアウタ１４の長手方向に対して直交する方向にピラーアウタ１４を切った際のピラーアウタ１４の断面形状は、車幅方向内側へ開口したハット形状とされている。

また、ピラー本体１２は、ピラーインナ２６を備えている。ピラーインナ２６は、鋼板（引張強度が４９０ＭＰａ以上の高張力鋼板、引張強度が９８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板等を含む）をプレス成形することによって形成されており、ピラーインナ２６の長手方向は、概ね、車両上下方向とされている。

ピラーインナ２６は、壁部としてのインナ底壁部２８を備えている。インナ底壁部２８の幅方向は、概ね、車両前後方向とされており、インナ底壁部２８の車両前側には、インナ前壁部３０が設けられている。インナ前壁部３０は、インナ底壁部２８の車両前側の端部から、車幅方向外側（更に言えば、車幅方向外側に対して車両前側へ傾斜した方向）へ延出されている。インナ前壁部３０の車幅方向外側には、インナ前側フランジ３２が設けられている。インナ前側フランジ３２は、インナ前壁部３０の車幅方向外側の端部から車両前側へ延出されている。

これに対して、インナ底壁部２８の車両後側には、インナ後壁部３４が設けられている。インナ後壁部３４は、インナ底壁部２８の車両後側の端部から、車幅方向外側（更に言えば、車幅方向外側に対して車両後側へ傾斜した方向）へ延出されている。インナ後壁部３４の車幅方向外側には、インナ後側フランジ３６が設けられている。インナ後側フランジ３６は、インナ後壁部３４の車幅方向外側の端部から車両後側へ延出されている。このため、ピラーインナ２６の長手方向に対して直交する方向にピラーインナ２６を切った際のピラーインナ２６の断面形状は、車幅方向外側へ開口したハット形状とされている。

ピラーインナ２６は、ピラーアウタ１４の車幅方向内側に配置される。ピラーインナ２６のインナ前側フランジ３２は、ピラーアウタ１４のアウタ前側フランジ２０に対してインナ前側フランジ３２及びアウタ前側フランジ２０の厚さ方向（すなわち、車幅方向）重なっている。インナ前側フランジ３２とアウタ前側フランジ２０とは、溶接等によってピラー本体１２の長手方向に連続的又は断続的に接合されている。

これに対して、ピラーインナ２６のインナ後側フランジ３６は、ピラーアウタ１４のアウタ後側フランジ２４に対してインナ後側フランジ３６及びアウタ後側フランジ２４の厚さ方向（すなわち、車幅方向）重なっている。インナ後側フランジ３６とアウタ後側フランジ２４とは、溶接等によってピラー本体１２の長手方向に連続的又は断続的に接合されている。これによって、ピラー本体１２の長手方向に対して直交する方向にピラー本体１２を切った際の断面形状は、閉じ断面形状とされている。

また、センターピラー１０は、ピラーリインフォース３８を備えている。ピラーリインフォース３８は、鋼板（引張強度が４９０ＭＰａ以上の高張力鋼板、引張強度が９８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板等を含む）をプレス成形することによって形成されており、ピラーリインフォース３８の長手方向は、概ね、車両上下方向とされている。

ピラーリインフォース３８は、リインフォース底壁部４０を備えている。リインフォース底壁部４０の幅方向は、概ね、車両前後方向とされている。リインフォース底壁部４０の車両前側には、リインフォース前壁部４２が設けられており、リインフォース底壁部４０の車両後側には、リインフォース後壁部４４が設けられている。リインフォース前壁部４２は、リインフォース底壁部４０の車両前側の端部から、車幅方向内側（更に言えば、車幅方向内側に対して車両前側へ傾斜した方向）へ延出されている。

これに対して、リインフォース後壁部４４は、リインフォース底壁部４０の車両後側の端部から、車幅方向内側（更に言えば、車幅方向内側に対して車両後側へ傾斜した方向）へ延出されている。このため、ピラーリインフォース３８の長手方向に対して直交する方向にピラーリインフォース３８を切った際のピラーリインフォース３８の断面形状は、車幅方向内側へ開口した略Ｕ字形状とされている。ピラーリインフォース３８は、ピラー本体１２の内側に配置されている。ピラーリインフォース３８は、ピラー本体１２のピラーアウタ１４に対して溶接等によってセンターピラー１０の長手方向に連続的又は断続的に接合されており、ピラーリインフォース３８は、ピラー本体１２に一体的に取り付けられている。

また、ピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６には、アウタ孔部４６が設けられている。アウタ孔部４６は、ピラーアウタ１４の長手方向中間部におけるアウタ底壁部１６の幅方向略中央に形成された略円形の孔とされ、車幅方向にアウタ底壁部１６を貫通している。

これに対して、ピラーリインフォース３８のリインフォース底壁部４０には、リインフォース孔部４８が設けられている。リインフォース孔部４８は、ピラーリインフォース３８の長手方向中間部におけるリインフォース底壁部４０の幅方向略中央に形成された略円形の孔とされている。リインフォース孔部４８は、ピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６に形成されたアウタ孔部４６に対して同軸的に形成されており、車幅方向にリインフォース底壁部４０を貫通している。

また、ピラーインナ２６のインナ底壁部２８には、インナ孔部５０が設けられている。インナ孔部５０は、ピラーインナ２６の長手方向中間部におけるインナ底壁部２８の幅方向略中央に形成された略円形の孔とされている。インナ孔部５０は、ピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６に形成されたアウタ孔部４６に対して同軸的に形成されており、車幅方向にインナ底壁部２８を貫通している。

さらに、センターピラー１０は、軸部材としてのボルト５２を備えている。ボルト５２は、軸部としての雄ねじ部５４を備えている。雄ねじ部５４の長手方向（軸方向）は、車幅方向とされており、雄ねじ部５４の外周部には、雄ねじが形成されている。雄ねじ部５４は、ピラーアウタ１４のアウタ孔部４６、ピラーリインフォース３８のリインフォース孔部４８、ピラーインナ２６のインナ孔部５０を貫通している。

雄ねじ部５４の車幅方向外側の端部には、ボルト頭部５６が形成されている。ボルト頭部５６の外周形状は、ピラーアウタ１４のアウタ孔部４６よりも大きく、ボルト頭部５６の車幅方向内側端の一部（外周側部分）は、アウタ孔部４６の周囲でピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６の車幅方向外側面に対向している。

ボルト頭部５６とピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６との間には、第１ストッパとしての外側ワッシャ５８が設けられている。外側ワッシャ５８は、リング状とされており、外側ワッシャ５８には、ボルト５２の雄ねじ部５４が貫通している。外側ワッシャ５８の車幅方向内側の面は、アウタ孔部４６の周囲でピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６へ当接されている。これに対して、外側ワッシャ５８の車幅方向外側の面は、ボルト５２のボルト頭部５６の車幅方向内側面へ当接されている。

一方、ピラーインナ２６のインナ底壁部２８の車幅方向内側にはナット６０が設けられている。ナット６０は、ボルト５２の雄ねじ部５４の先端部（車幅方向内側端部）に螺合されており、ナット６０の雄ねじ部５４の軸方向に沿った雄ねじ部５４に対する相対移動が、雄ねじ部５４の雄ねじによって制限されている。ナット６０の外周形状は、ピラーインナ２６のインナ孔部５０よりも大きく、ナット６０の車幅方向内側端の一部（外周側部分）は、インナ孔部５０の周囲でピラーインナ２６のインナ底壁部２８の車幅方向内側面に対向している。

ナット６０とピラーインナ２６のインナ底壁部２８との間には、第２ストッパとしての内側ワッシャ６２が設けられている。内側ワッシャ６２は、リング状とされており、内側ワッシャ６２には、ボルト５２の雄ねじ部５４が貫通している。内側ワッシャ６２の車幅方向外側の面は、インナ孔部５０の周囲でピラーインナ２６のインナ底壁部２８へ当接されている。これに対して、内側ワッシャ６２の車幅方向内側の面は、ナット６０の車幅方向外側面へ当接されている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
以上の構成のセンターピラー１０が適用された車両に対して他の車両等が車幅方向外側から衝突する（すなわち、側面衝突が生じる）と、センターピラー１０には、車幅方向外側からの荷重（衝突荷重）が入力される。センターピラー１０がこのような荷重を受けると、センターピラー１０において、例えば、荷重が集中するような部分で座屈が生じ、更に、センターピラー１０の他の部分の変形が生じる。ところで、センターピラー１０のピラー本体１２は、上述したように、ピラー本体１２の長手方向両側に対してピラー本体１２の長手方向中央側の部分が車幅方向外側へ膨らむように湾曲している。このような構造では、センターピラー１０が上記のような車幅方向外側からの荷重を受けると、センターピラー１０は、車幅方向へ膨らむように変形しようとする。

ここで、本実施の形態では、ボルト５２の雄ねじ部５４がピラーアウタ１４のアウタ底壁部１６とピラーインナ２６のインナ底壁部２８との対向方向にピラー本体１２を貫通している。アウタ底壁部１６のインナ底壁部２８とは反対側に配置されたボルト５２のボルト頭部５６は、雄ねじ部５４と一体である。また、インナ底壁部２８のアウタ底壁部１６とは反対側に配置されたナット６０は、雄ねじ部５４へ螺合しており、雄ねじ部５４の軸方向への雄ねじ部５４に対する相対移動が抑制されている。このため、ボルト頭部５６とナット６０とが雄ねじ部５４の軸方向、すなわち、アウタ底壁部１６とインナ底壁部２８との対向方向に互いに離間する方向への相対移動は、雄ねじ部５４によって抑制される。

ボルト頭部５６とアウタ底壁部１６との間には、外側ワッシャ５８が配置されており、外側ワッシャ５８は、ボルト頭部５６及びアウタ底壁部１６の双方へ当接されている。また、ナット６０とインナ底壁部２８との間には、内側ワッシャ６２が配置されており、内側ワッシャ６２は、ナット６０及びインナ底壁部２８の双方へ当接されている。ピラー本体１２が車幅方向に膨張しようとして、アウタ底壁部１６とインナ底壁部２８とが車幅方向に互いに離間するように移動しようとすると、外側ワッシャ５８を介してボルト頭部５６がアウタ底壁部１６によって車幅方向外側へ押圧され、内側ワッシャ６２を介してナット６０がインナ底壁部２８によって車幅方向内側へ押圧される。

しかしながら、上記のようにアウタ底壁部１６とインナ底壁部２８との対向方向に互いに離間する方向への相対移動は、雄ねじ部５４によって抑制されている。このため、外側ワッシャ５８の車幅方向外側への移動及び内側ワッシャ６２の車幅方向内側への移動が抑制され、これによって、アウタ底壁部１６及びインナ底壁部２８の車幅方向への互いに離間するような移動、すなわち、車幅方向へ膨らむようなピラー本体１２の変形を抑制又は阻止できる。

これによって、車幅方向へ膨らむような変形がピラー本体１２に生じることに起因するピラー本体１２の断面崩れの発生を抑制でき、側面衝突に対するセンターピラー１０の高い衝突性能を確保できる。

また、本実施の形態では、ピラーアウタ１４及びピラーインナ２６の板厚を増やしたり、また、ピラーアウタ１４及びピラーインナ２６に対して他の板材を宛がうパッチワークを施したりしなくても、上記のように、車幅方向へ膨らむようなピラー本体１２の変形を抑制又は阻止できる。このため、センターピラー１０の軽量化やコストの低減が可能になる。しかも、ボルト５２、ナット６０、外側ワッシャ５８、内側ワッシャ６２を設けるだけであるため、簡単であり、この意味でも、低コストにできる。

さらに、車種等の仕様によってセンターピラー１０に必要な剛性等が異なっている場合でも、ボルト５２、ナット６０、外側ワッシャ５８、内側ワッシャ６２の数や、設置位置、更には、ボルト５２、ナット６０、外側ワッシャ５８、内側ワッシャ６２を設ける又は設けない等によって剛性等を調整できる。このため、センターピラー１０の製造ラインで簡単に作り分けることができる。

なお、外側ワッシャ５８を第１ストッパとし、内側ワッシャ６２を第２ストッパとした。しかしながら、例えば、外側ワッシャ５８及び内側ワッシャ６２を設けない構成として、ボルト頭部５６を第１ストッパとし、ナット６０を第２ストッパとしてもよい。

また、本実施の形態では、ボルト５２を軸部材とし、外側ワッシャ５８を第１ストッパとし、内側ワッシャ６２を第２ストッパとした。しかしながら、ピラー本体１２を車幅方向に貫通する棒状のロッド（断面形状は、円形であってもよいし、多角形であってもよい）を軸部材とし、ロッドの軸方向両端におけるピラー本体１２の外側でのアウタ底壁部１６及びインナ底壁部２８との溶接部分を第１ストッパ及び第２ストッパとしてもよい。また、このようなロッドの軸方向両端におけるピラー本体１２の外側部分を潰してロッドの軸方向に対して直交する方向へ拡大することによって第１ストッパ及び第２ストッパを形成してもよい。

１０ センターピラー
１２ ピラー本体
５２ ボルト（軸部材）
５８ 外側ワッシャ（第１ストッパ）
６２ 内側ワッシャ（第２ストッパ）

Claims (1)

1. 車幅方向に互いに対向する一対の壁部を有し、車両上下方向に対して直交する方向に切った断面形状が閉じ断面形状とされたピラー本体と、
   長手方向が前記車幅方向とされ、前記車幅方向に前記一対の壁部を貫通する軸部材と、
   前記軸部材に設けられ、前記一対の壁部の一方の他方とは反対側から前記一方の壁部へ当接されると共に、前記軸部材に対して前記軸部材の長手方向に前記一方の壁部から離れる移動が前記軸部材によって制限された第１ストッパと、
   前記軸部材に設けられ、前記一対の壁部の他方の一方とは反対側から前記他方の壁部へ当接されると共に、前記軸部材に対して前記軸部材の長手方向に前記他方の壁部から離れる移動が制限された前記軸部材によって第２ストッパと、
   を備えるセンターピラー。