JP2023084917A - 車両のピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体を捩り変形させた際に作用する外力に対するサイドドア開口のコーナー部の剛性を向上させて、ピラーの変形量を低減させる。【解決手段】車両幅方向内側に配置されるインナパネル２１と、車両幅方向外側に配置されるアウタパネル２２と、を備える車両のピラー構造２０であって、インナパネル２１が、平板状の中央部２１ｃと、後端でアウタパネル２２と重ね合わされて接合されるフランジ部２１ｂと、中央部２１ｃとフランジ部２１ｂとの間で、車両幅方向内側へ向かって突出し、上下方向に延びるビード部２１ｅと、を備え、後側サイドドア開口２のコーナー部５に、ビード部２１ｅを上下に分断する平坦部２１ｆが形成されており、フランジ部２１ｂ、平坦部２１ｆ及び中央部２１ｃが連続した平板となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のピラー構造に関する。

特許文献１には、車両幅方向内側へ向かって突出して上下方向に延びるビード部を備えたインナパネルを有するＢピラーが開示されている。

特開２００３－２７６６３９号公報

図５は、従来技術の車両のピラー構造のＢピラー１０を備える車体の左側上部を車両内側から見た状態を示す側面図である。図５に示すように、車体の側部の前後方向中央部には、上下方向に延びるＢピラー１０が設けられており、Ｂピラー１０の前後にそれぞれ前側サイドドア開口１及び後側サイドドア開口２が形成されている。Ｂピラー１０の上端は、上方へ向かうほど前後方向の幅が広がるように前側及び後側が湾曲した形状を有し、前後方向に延びるルーフサイドレール３に接続している。このようにＢピラー１０の上端の前側が湾曲していることによって、前側サイドドア開口１の上部後側のコーナー部４が形成され、Ｂピラー１０の上端の後側が湾曲していることによって、後側サイドドア開口２の上部前側のコーナー部５が形成される。そして、前側サイドドア開口１の上部前側にもコーナー部６が形成され、後側サイドドア開口２の上部後側にもコーナー部７及びコーナー部８が形成されている。

車体前部の左側と車体後部の右側に上向きの外力が加わって車体前部の右側と車体後部の左側に下向きの外力が加わるか、又は、車体前部の左側と車体後部の右側に下向きの外力が加わって車体前部の右側と車体後部の左側に上向きの外力が加わることによって、車体を捩るように変形させることを、以下、捩り変形と略称する。このように車体を捩り変形させた場合、前側サイドドア開口１の上部前側のコーナー部６、前側サイドドア開口１の上部後側のコーナー部４、後側サイドドア開口２の上部前側のコーナー部５、後側サイドドア開口２の上部後側のコーナー部７及びコーナー部８に歪みエネルギーが集中する。

図６は、車両の左側に配置されるＢピラー１０の上部を車両内側から見た状態を示す拡大側面図である。図６におけるＡ－Ａ線断面を、図７に実線で示す。Ｂピラー１０は、車両幅方向内側に配置されるインナパネル１１と、車両幅方向外側に配置されるアウタパネル１２とを備えている。図７に示すように、インナパネル１１の前端のフランジ部１１ａとアウタパネル１２の前端のフランジ部１２ａとが重ね合わされて溶接されており、インナパネル１１の後端のフランジ部１１ｂとアウタパネル１２の後端のフランジ部１２ｂとが重ね合わされて溶接されている。このようにインナパネル１１の前側のフランジ部１１ａがアウタパネル１２の前側のフランジ部１２ａに溶接され、インナパネル１１の後側のフランジ部１１ｂがアウタパネル１２の後側のフランジ部１２ｂに溶接されていることにより、インナパネル１１とアウタパネル１２は閉断面構造を形成している。

車両の側面衝突に対してＢピラー１０の剛性を確保するため、鋼板により形成されたインナパネル１１は、図６及び図７に示すように、平板状の中央部１１ｃとフランジ部１１ａとの間に、車両幅方向内側へ向かって台形状に突出し上下方向に延びるビード部１１ｄを備え、中央部１１ｃとフランジ部１１ｂとの間に、車両幅方向内側へ向かって台形状に突出し上下方向に延びるビード部１１ｅを備える。

車体を捩り変形させた際に、Ｂピラー１０の上部へ作用する外力の入力ベクトルを図８に破線の矢印で示す。このようにＢピラー１０の上部へ外力が作用することにより、ビード部１１ｅのフランジ部１１ｂ側の稜線部分で稜線に垂直な方向に大きな応力が発生し、図８に斜線で示す領域に歪みエネルギーが集中する。そのため、車体を捩り変形させた際には、図７に一点鎖線で示すように、車両内側へ向かって更に突出するようにビード部１１ｅの形状が崩れて、中央部１１ｃの後端が後方へ向かって引っ張られることにより、中央部１１ｃ、ビード部１１ｄ及びフランジ部１１ａが車両幅方向外側へ向かい、インナパネル１１が大きく変形してしまう。

そこで、本発明は、車体を捩り変形させた際に作用する外力に対するサイドドア開口のコーナー部の剛性を向上させて、ピラーの変形量を低減させることを目的とする。

本発明に係る車両のピラー構造は、車両幅方向内側に配置されるインナパネルと、車両幅方向外側に配置されるアウタパネルと、を備える車両のピラー構造であって、前記インナパネルが、平板状の中央部と、前端又は後端で前記アウタパネルと重ね合わされて接合されるフランジ部と、前記中央部と前記フランジ部との間で、車両幅方向内側へ向かって突出し、上下方向に延びるビード部と、を備え、サイドドア開口のコーナー部に、前記ビード部を上下に分断する平坦部が形成されており、前記フランジ部、前記平坦部及び前記中央部が連続した平板となっていることを特徴とする。

本発明は、車体を捩り変形させた際に作用する外力に対するサイドドア開口のコーナー部の剛性を向上させて、ピラーの変形量を低減させることができる。

本開示の実施形態の車両のピラー構造のＢピラーを備える車体の左側上部を車両内側から見た状態を示す側面図である。 本実施形態の車両のピラー構造のＢピラーの上部を車両内側から見た状態を示す拡大側面図である。 図２におけるＢ－Ｂ線断面図である。 本実施形態の車両のピラー構造のＢピラーにおいて、車体が捩り変形した際に歪みエネルギーが大きく生じる領域を示す図である。 従来技術の車両のピラー構造のＢピラーを備える車体の左側上部を車両内側から見た状態を示す側面図である。 従来技術の車両のピラー構造のＢピラーの上部を車両内側から見た状態を示す拡大側面図である。 図６におけるＡ－Ａ線断面図である。 従来技術の車両のピラー構造のＢピラーにおいて、車体が捩り変形した際に歪みエネルギーが大きく生じる領域を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態の車両のピラー構造について説明する。以下説明する各図に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、それぞれ車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１は、本実施形態の車両のピラー構造のＢピラー２０を備える車体の左側上部を車両内側から見た状態を示す側面図である。図１に示すように、車体の側部の前後方向中央部には、上下方向に延びるＢピラー２０が設けられており、Ｂピラー２０の前後にそれぞれ前側サイドドア開口１及び後側サイドドア開口２が形成されている。Ｂピラー２０の上端は、上方へ向かうほど前後方向の幅が広がるように前側及び後側が湾曲した形状を有し、前後方向に延びるルーフサイドレール３に接続している。このようにＢピラー２０の上端の前側が湾曲していることによって、前側サイドドア開口１の上部後側のコーナー部４が形成され、Ｂピラー２０の上端の後側が湾曲していることによって、後側サイドドア開口２の上部前側のコーナー部５が形成される。

図２は、車両の左側に配置された、Ｂピラー２０の上部を車両内側から見た状態を示す拡大側面図である。図２におけるＢ－Ｂ線断面を、図３に実線で示す。なお、Ｂピラー２０は、車両の左右両側に１つずつ配置されるものの、２つのＢピラー２０は左右対称の構成を有するため、以下、車両の左側のＢピラー２０を図示して説明し、車両の右側のＢピラー２０については説明を省略する。

図２及び図３に示すように、Ｂピラー２０は、車両幅方向内側に配置されるインナパネル２１と、車両幅方向外側に配置されるアウタパネル２２とを備えている。図３に示すように、インナパネル２１の前端のフランジ部２１ａとアウタパネル２２の前端のフランジ部２２ａとが重ね合わされて溶接されており、インナパネル２１の後端のフランジ部２１ｂとアウタパネル２２の後端のフランジ部２２ｂとが重ね合わされて溶接されている。このようにインナパネル２１の前側のフランジ部２１ａがアウタパネル２２の前側のフランジ部２２ａに溶接され、インナパネル２１の後側のフランジ部２１ｂがアウタパネル２２の後側のフランジ部２２ｂに溶接されていることにより、インナパネル２１とアウタパネル２２は閉断面構造を形成している。

車両の側面衝突に対してＢピラー２０の剛性を確保するため、鋼板により形成されたインナパネル２１は、図２及び図３に示すように、平板状の中央部２１ｃとフランジ部２１ａとの間に、車両幅方向内側へ向かって台形状に突出し上下方向に延びるビード部２１ｄを備え、中央部２１ｃとフランジ部２１ｂとの間に、車両幅方向内側へ向かって台形状に突出し上下方向に延びるビード部２１ｅを備える。

図２に示すように、後側サイドドア開口２の上部前側のコーナー部５には、インナパネル２１のビード部２１ｅを上下に分断する平坦部２１ｆが形成されている。そして、このようにインナパネル２１に平坦部２１ｆが形成されていることによって、フランジ部２１ｂ、平坦部２１ｆ及び中央部２１ｃは連続した平板となっている。平坦部２１ｆの上下の幅は、例えば４０ｍｍであってもよい。

既に述べたように、車体を捩り変形させた場合、図６及び図７に示す従来技術のＢピラー１０では、ビード部１１ｅから中央部１１ｃへ力が伝搬せず、図８に斜線で示す領域に歪みエネルギーが集中し、中央部１１ｃを剛性部材として利用することができていない。そのため、車体が捩り変形する際、図７に一点鎖線で示すようにインナパネル１１が大きく変形してしまう。

これに対して、本実施形態の車両のピラー構造のＢピラー２０は、図２及び図３に示すように、インナパネル２１のフランジ部２１ｂ、平坦部２１ｆ及び中央部２１ｃが連続した平板となっているため、車体を捩り変形させたことによって、図４に破線の矢印で示すように外力が作用すると、フランジ部２１ｂから中央部２１ｃまで力が伝搬し、図４に示す斜線で示す領域に歪みエネルギーが分布することになる。そして、フランジ部２１ｂ、平坦部２１ｆ及び中央部２１ｃで構成される平板の面内剛性により、インナパネル２１の変形を抑制することができる。そのため、Ｂピラー２０は、補強部材を追加するなど質量を増加させることなく、従来技術のＢピラー１０よりも、車体を捩り変形させた際に作用する外力に対する後側サイドドア開口２の上部前側のコーナー部５の剛性を向上させることができる。

全く同一の条件で車体を捩り変形させた場合、従来技術のＢピラー１０のインナパネル１１は図７に一点鎖線で示すように変形し、本実施形態のＢピラー２０のインナパネル２１は図３に一点鎖線で示すように変形する。図３及び図７に示すように、本実施形態のＢピラー２０は、従来技術のＢピラー１０と比較して、車体を捩り変形した際のＢピラー２０の変形量を低減させることができる。

＜実施形態の補足＞
本開示の車両のピラー構造は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、平坦部が設けられるサイドドア開口のコーナー部は、後側サイドドア開口の上部前側のコーナー部に限らず、後側サイドドア開口の他のコーナー部であってもよいし、前側サイドドア開口のコーナー部であってもよい。また、ピラーのインナパネルとアウタパネルを接合する方法は、溶接に限らず、例えばヘミング加工など他の接合方法であってもよい。

１ 前側サイドドア開口、２ 後側サイドドア開口、３ ルーフサイドレール、４，５，６，７，８ コーナー部、１０，２０ Ｂピラー、１１，２１ インナパネル、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ フランジ部、１１ｃ，２１ｃ 中央部、１１ｄ，１１ｅ，２１ｄ，２１ｅ ビード部、１２，２２ アウタパネル、２１ｆ 平坦部。

Claims (1)

1. 車両幅方向内側に配置されるインナパネルと、車両幅方向外側に配置されるアウタパネルと、を備える車両のピラー構造であって、
   前記インナパネルが、
   平板状の中央部と、
   前端又は後端で前記アウタパネルと重ね合わされて接合されるフランジ部と、
   前記中央部と前記フランジ部との間で、車両幅方向内側へ向かって突出し、上下方向に延びるビード部と、を備え、
   サイドドア開口のコーナー部に、前記ビード部を上下に分断する平坦部が形成されており、前記フランジ部、前記平坦部及び前記中央部が連続した平板となっていることを特徴とする車両のピラー構造。
   

Images