JP3971521B2 - 自動車用ピラー結合部構造 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ピラー結合部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両軽量化のために車体構成部材にアルミニウム材を使用することが考えられている。また、乗用車におけるフレーム構造としては図４に示されるものがあり、その自動車用ピラーとしてのフロントピラー１２やセンターピラー１３にあっては、各下端部をフロアのサイドシル１１に結合している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記結合において、例えばサイドシルに対してフロントピラー（センターピラー）の下端を突き合わせ溶接して両者を互いに一体化してフレーム構造にすることができる。しかしながら、サイドシルに対してフロントピラー（センターピラー）を突き合わせ部分の溶接だけでは特に側面衝突に対する強度が不十分となる虞がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、自動車用ピラーのサイドシルなどへの結合において部品点数を増やすことなく十分な強度を確保することを実現するために、本発明に於いては、車体幅方向に日の字断面形状となるように押し出し成形されたセンターピラー（２）を当該センターピラー（２）に略直交するように設けられた車体フロア部のサイドシル（１）に結合するべく、前記サイドシル（１）が、下段及び上段の各段部（１ａ・１ｂ）と当該両段部間の立ち上がり部（１ｃ）を有する階段状に形成され、前記センターピラー（２）の軸線方向端面を前記サイドシル（１）の前記両段部（１ａ・１ｂ）に当接させると共に、前記センターピラー（２）の下側部分にあっては車体幅方向外側のロの字断面形状にするように前記日の字断面形状の車体幅方向内側を切除し、前記車体幅方向外側のロの字断面の下端部を前記サイドシルの下段部（１ａ）に当接させて溶接し、かつ前記日の字断面形状の中間壁（２ａ）の前記下側部分における下端部を前記サイドシルの立ち上がり部（１ｃ）に当接させて溶接し、前記センターピラー（２）と前記サイドシル（１）とを互いに結合したものとした。
【０００５】
これによれば、互いに略直交するように設けられたピラー部材のサイド部材に対する結合が、ピラー部材の軸線方向端面のみならず、サイド部材の立ち上がり部に対しても結合したことから、側面衝突時の外力が加わったピラー部材の軸線方向端部をサイド部材の立ち上がり部により支持することができるため、側面衝突に対する十分な強度を得ることができる。
【０００６】
また、前記センターピラー（２）の前記下側部分であって車体幅方向内側のロの字断面形状の下端部を前記サイドシルの上段部（１ｂ）に接触させて溶接結合し、また前記センターピラー（２）車体幅方向外側に臨む外壁の一部（２ｃ）が、前記サイドシル（１）の下方から前記下段部（１ａ）に至る立ち上がり部（１ｄ）に当接するように舌片状に延出されていると良い。
【０００７】
これによれば、側面衝突に対して十分な強度をもって対処できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明が適用された自動車のピラー部材としてのセンターピラーのサイドシルへの結合状態を示す模式的要部斜視図である。図に示されるように、本車体におけるサイドシル１は、車体幅方向外側に向いた階段状をなすＬ字形断面形状にて押し出し成形されて形成されており、車体のフロア部の側縁に沿って延在している。そのサイドシル１の中間部に、日の字断面形状にて押し出し成形されたセンターピラー２が立設状態に結合されている。なお。センターピラー２の上端部は、従来例の図５に示されるように、車体ルーフ部のサイドレールに溶接にて結合されている。
【００１０】
センターピラー２の下端部を結合されたサイドシル１は、上記したように階段形状をなしており，その下段及び上段の各上面からなる各段部１ａ・１ｂと、段部１ａから立ち上がって上段の段部１ｂに至る壁からなる中間立ち上がり部１ｃとを有している。
【００１１】
本実施の形態にあっては、サイドシル１の階段形状に合わせてセンタピラー２の下端部がカットされている。そのカットにより、図２に良く示されるように、日の字断面形状を形成する中間壁２ａが露出するようにされ、その中間壁２ａの露出部が立ち上がり部１ｃに当接するようになっている。そして、センターピラー２の下端部における段部１ａに当接している縁２ｂと、立ち上がり部１ｃに当接している中間壁２ａの縁とが溶接されて、サイドシル１にセンターピラー２が結合されている。
【００１２】
これにより、側面衝突時にセンタピラー２に車体側方からの外力が加わった場合には、センターピラー２の中間壁２ａがサイドシル１の中間立ち上がり部１ｃにより係止されるため、従来例で示したようにＴ字状継ぎ手部材を取り付けることなく、側面衝突に対する強度が十分に大きくなる。したがって、部品点数及び組み付け工数の削減を向上し得る。なお、強度の増大には、サイドシル１の階段形状とそれに対して補完的形状をなすセンターピラー２の形状、かつ両者の接触部分に対する溶接を行った際の溶接長の増大も貢献する。したがって、部品点数及び組み付け工数の削減を向上し得る。
【００１３】
また、センターピラー２の車体幅方向外側に臨む外壁の一部が、サイドシル１の下面から立ち上がって下段の段部１ａに至る立ち上がり部１ｄに当接し得るように舌片状に延出されており、サイドシル１とセンターピラー２との結合時に舌片部２ｃを立ち上がり部１ｄに当接させることにより、両者の溶接時における仮止め性が向上し、位置決め精度や溶接安定性が向上する。
【００１４】
なお、本図示例では、センターピラー２の結合について示したが、本発明によれば、センターピラー２に限られるものではなく、フロントピラーにも適用可能なものであり、フロントピラーのサイドシルへの結合部の形状を同様に形成することにより、上記と同様の効果を奏し得る。
【００１５】
また、日の字断面形状のピラーにあっては、中間壁２ａが中立点になって伸び強度の寄与率がないため曲げに強くなる。また、階段形状のサイドシル１との上記した結合構造により、側面衝突時のサイドシル１に加わるねじりモーメントを低減し得るため、側面衝突に対する強度が大になる。
【００１６】
次に、図３を参照して本発明に基づく別の実施の形態につい以下に示す。なお、前記図示例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図３に示されるセンターピラー１２にあっては、前記と同様に日の字形断面形状にて押し出し成形されてなるが、ルーフ部のサイドレールに結合される上側部分が日の字形断面の車体幅方向内側のロの字断面からなる内側部分１２ｄと、サイドシル１に結合される下側部分が日の字形断面の車体幅方向外側のロの字断面からなる外側部分１２ｅとからなると共に、両者の中間部では日の字断面形状が一部残るように形成されている。
【００１７】
その外側部分１２ｅの下端部が、前記と同様に階段状断面をなすサイドシル１の下段の段部１ａに立設し、サイドシル１の立ち上がり部１ｃには中間壁１２ａが当接している。そして、外側部分１２ｅの段部１ａに当接している縁１２ｂと、立ち上がり部１ｃに当接している中間壁１２ａの縁が溶接されて、サイドシル１にセンターピラー１２が結合されている。また、前記と同様の舌片部１２ｃが形成されており、それによる効果は前記と同様である。
【００１８】
なお、センターピラー１２の上側を車体幅方向内側に位置させ、下側を車体幅方向外側に位置させるように形成するのは、上側をドアのガラス面より車体幅方向内側にするためであり、下側の下部にシートベルト用リトラクタを取り付けるためである。
【００１９】
このセンターピラー１２にあっても、側面衝突時にセンタピラー２に車体側方からの外力が加わった場合には、センターピラー１２の中間壁１２ａがサイドシル１の中間立ち上がり部１ｃにより係止されるため、側面衝突に対する強度が十分に大きくなり、前記と同様の効果を奏し得る。また、２本のロの字断面押し出し材を一部重ね合わせて溶接して１本のセンターピラーとすることもできるが、その場合には中間の溶接部で板厚が厚くなる（両部材の肉厚が重なるため）ため板厚変化点に応力集中するのに対して、本図示例にあっては中間壁１２ａが上下に渡って共用されていることから、中間壁１２ａの断面変化がなく、応力集中が生じない。
【００２０】
なお、上記実施の形態ではセンターピラーについて示したが、本発明には、フロントピラーにも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
このように本発明によれば、サイド部材に略直交するように結合されるピラー部材の軸線方向端部をサイド部材の立ち上がり部に当接させて結合したことから、側面からの外力を受けたピラー部材の軸線方向端部をサイド部材の立ち上がり部により支持することができるため、側面衝突に対する十分な強度を得ることができる。また、上部が車体幅方向内側に変位しかつ下部が車体幅方向外側に変位する形状のセンターピラーに適用することができ、特に側面衝突に対して十分な強度をもって対処できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された自動車のセンターピラーのサイドシルへの結合状態を示す模式的要部斜視図。
【図２】図１のセンターピラー及びサイドシルの結合部における縦断面を示す図。
【図３】本発明に基づく他の実施の形態を示す模式的要部斜視図。
【図４】自動車のフレーム構造を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１ サイドシル
１ａ 段部
１ｃ 中間立ち上がり部
２ センタピラー

Claims (3)

  1. 車体幅方向に日の字断面形状となるように押し出し成形されたセンターピラー（２）を当該センターピラー（２）に略直交するように設けられた車体フロア部のサイドシル（１）に結合するべく、
    前記サイドシル（１）が、下段及び上段の各段部（１ａ・１ｂ）と当該両段部間の立ち上がり部（１ｃ）を有する階段状に形成され、
    前記センターピラー（２）の軸線方向端面を前記サイドシル（１）の前記両段部（１ａ・１ｂ）に当接させると共に、前記センターピラー（２）の下側部分にあっては車体幅方向外側のロの字断面形状にするように前記日の字断面形状の車体幅方向内側を切除し、前記車体幅方向外側のロの字断面の下端部を前記サイドシルの下段部（１ａ）に当接させて溶接し、かつ前記日の字断面形状の中間壁（２ａ）の前記下側部分における下端部を前記サイドシルの立ち上がり部（１ｃ）に当接させて溶接し、前記センターピラー（２）と前記サイドシル（１）とを互いに結合したことを特徴とする自動車用ピラー結合部構造。
  2. 前記センターピラー（２）の前記下側部分であって車体幅方向内側のロの字断面形状の下端部を前記サイドシルの上段部（１ｂ）に接触させて溶接結合したことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ピラー結合部構造。
  3. 前記センターピラー（２）車体幅方向外側に臨む外壁の一部（２ｃ）が、前記サイドシル（１）の下方から前記下段部（１ａ）に至る立ち上がり部（１ｄ）に当接するように舌片状に延出されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動車用ピラー結合部構造。
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