JP4903077B2 - 車両のピラー構造 - Google Patents

Description

本発明は、主にアルミダイカストからなる車両のピラー構造に関する。

車両を軽量化させる上において、車両のボディを構成する部材をアルミニウム合金で形成することが考えられる。またボディをアルミニウム合金化する場合、特に強度を要とする部材、例えばＣピラーにはアルミダイカストを用いることが考えられる。

一方Ｃピラーは、車両の後軸付近にあって、上部がサイドルーフレールに連結し、下部はリアのサスクロスやサイドシルまで延びている、縦方向に長く、また複雑な形状をしている部材である。そのため、Ｃピラーをアルミダイカストとするにあたり、Ｃピラーの上下方向のほぼ中央付近、例えばリアのホイールハウス上縁付近に相当する位置で、上部部材と下部部材とに分割し、それぞれ上部部材と下部部材をアルミダイカストで形成し、形成した後それらを一体に接合させて成形することが考えられる。
特開２００３−２６１０７２号公報

しかしながら、Ｃピラーを上部部材と下部部材に分割し、その分割した分割線に沿って溶接などを行い上部部材と下部部材を接合させただけでは、接合部が線状となり強度、特に車両における幅方向に対する剛性や、ねじれなどに対する剛性が十分に得られないという問題があった。また、接合部の位置合わせが容易でなく、また、上部部材と下部部材のそれぞれに形成した嵌合部を突き合わせて接合する場合には、部材を製造した際に発生する形状的なばらつきが吸収できなくなるという問題があった。

またＣピラーとサイドルーフレール、及びサイドルーフレールとルーフボウとの接合において、Ｃピラーの端部やルーフボウの端部を平坦に形成してサイドルーフレール上にＣピラーやルーフボウを固定していたが、平坦部分で屈曲が生じ易くなり、剛性を確保するため板厚を厚くするなど手間がかかっていた。

本発明は上記課題を解決し、上部部材と下部部材を接合させて形成した場合においても、剛性が高く、しかも接合時の位置合わせが容易なアルミダイカスト製の車両用ピラーを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため車両のピラー構造を次のように構成した。

１、車両のボディ構造を形成するピラーであり、該ピラーは、アルミダイカスト材からなる上部部材及び下部部材とからなり、前記上部部材は、少なくとも該上部部材の下部において、前記車両のほぼ幅方向に延びる第一の側壁を有する断面ほぼコの字状に形成してあり、更に該上部部材は、該コの字状を保持した状態で、下端に連結板を有し、前記下部部材は、該下部部材の上端より下部に、前記連結板に対向する取付板を有し、かつ前記下部部材は、前記取付板の前記車両の前後方向側のそれぞれの端部に、該車両のほぼ幅方向に延びる第二の側壁を有し、前記連結板と前記取付板を突き合わせて両者を溶接するとともに、前記第一の側壁と前記第二の側壁、もしくはこれら側壁とこれら側壁に取り付けられた壁体とを溶接し、前記上部部材と前記下部部材とを一体に固着して構成した車両のピラー構造を構成した。

２、１に記載の車両のピラー構造において、前記ピラーは、前記上部部材の上端をサイドルーフレールに取り付け、前記下部部材の下部をサイドシルに取り付けるＣピラーとした。

３、２に記載の車両のピラー構造において、前記上端に窪みを設け、該窪み内に断面環状のルーフボウの端部を嵌合し、該ルーフボウの端部を前記窪み内に固定した。

本発明にかかるピラーは、次の効果を有している。
上部部材と下部部材の上下２部材からピラーが構成されるので、各部材が小型化され、ダイカストにより容易に形成できる。上部部材と下部部材との接合部が、水平面で断面した場合に、ほぼ環状に形成されるので、あらゆる方向に対する剛性が高くできる。また上部部材と下部部材との接合部において、上下をずらして重ねることからピラーの長手方向、つまり車両の上下方向に対する位置合わせの許容値が大きくなり、接合が容易となる。

ルーフボウが断面環状の状態で、Ｃピラーの上部に固定されるので、左右のＣピラーとルーフボウ、更にリアクロスメンバとを連続して形成される車両外殻を一周する構造部材が、断面環状に近い形状の部材で構成される。したがって、車両のＣピラー周りの剛性を高くすることができる。

本発明に係る車両のピラー構造の一実施形態について、Ｃピラーを例にして図を参照して説明する。図１に、Ｃピラー１０を含む自動車（車両）の車体フレーム構造の一部を示す。尚以下、自動車の進行方向を基準に前方（前側）、後方（後側）、左右幅方向を定義し、自動車の幅方向の中心に向かう方向を内方向（内側）、自動車の中心から幅方向に広がる方向を外方向（外側）とする。また重力の作用する方向を下方向（下側）、重力に逆らう方向を上方向（上側）とする。図中矢印Ｘ、Ｙ及びＺは直交する３方向を示し、矢印Ｘは車体前方、矢印Ｙは車幅方向左側、矢印Ｚは車体上方向を指す。尚、左右で同様な構成については適宜説明を省略することがある。

Ｃピラー１０は、車両の後輪付近に配置されている構造部材であり、上部がサイドルーフレール１４に連結し、下部がリアサイドメンバ１５及びサイドシル１６に連結している。Ｃピラー１０は車両の左右に一対設けてあり、左右のＣピラー１０間には上部においてはルーフボウ１７が取り付けてあり、下部においてはリアクロスメンバ１９が取り付けてある。

Ｃピラー１０は、図２に示すように上部部材１８と下部部材２０から構成されている。上部部材１８は、Ｃピラー１０の上端からＣピラー１０の高さ方向のほぼ中央付近までの部材あり、下部部材２０は、Ｃピラー１０の高さ方向のほぼ中央付近からＣピラー１０の下端までの部材である。上部部材１８と下部部材２０は、いずれも例えばダイカストで成形されている。

上部部材１８は、上部にＴ字状の取付部２２を有し、取付部２２から柱状の支持部２４が下方に延び、支持部２４の下部に取付基部２６を有している。取付部２２は、サイドルーフレール１４の上面に掛かるようにほぼ水平に延びる上板２５を有し、上板２５の中央は、ルーフボウ１７の断面に対応した窪み２７が形成してある。支持部２４は、ほぼ直線状であり、断面コの字状の突部２８が支持部２４の幅方向中央に、支持部２４の長手方向に沿って形成してある。

取付基部２６は、支持部２４から連続して下方にほぼ三角形に広がる形状であり、更に外方（車両に対して。以下同じ。）側に突出するように大きく湾曲している。取付基部２６は、図のＦ１の位置からほぼ水平面、正確には取付基部２６の長手方向に垂直な平面で断面した形状が、図６に示すように左右に側壁（第一の側壁）３０を有する断面ほぼコの字状に形成してある。また、取付基部２６の内方には、長手方向に沿って、支持部２４から連続したリブ３２が幅方向中央に設けてある。図３に、上部部材１８を図２と表裏を逆にした方向から見た状態の図を示す。

取付基部２６には更に、図３に示すように、側壁３０の両側にはフランジ３３が、また取付基部２６の内方には略水平方向に渡されたリブ３１が形成してあり、下端には下部部材２０に接合される連結板３４が形成してある。

下部部材２０は、車両のリアホイールハウスのほぼ前半部に相当する部材であり、下部部材２０の上部に位置する天板３６と、天板３６の内側の端縁に取り付けられた側板３８と、天板３６の前方の端部から下部に延びる傾斜部材４０と、傾斜部材４０の下端から後方に延びる横架部材４２などから形成されている。

天板３６の後方には、リアサスペンションを取り付けるための基部部材４３が設けてあり、天板３６の下方には、天板３６と平行に延びる取付板４４が図２に示すように、側板３８から設けてある。更に天板３６の前方側及び後方側のそれぞれの端部には、取付板４４の端部を通って下方に延びる側壁（第二の側壁）４５が縦方向に設けられている。天板３６と取付板４４の外方側の端縁は、ほぼ同一平面に位置するように形成してある。更に取付板４４の外方側の端縁は、連結板３４の端縁と互いに突き合わさるように形成されている。

傾斜部材４０の外方側の端縁には、傾斜部材４０に沿ったフランジ４１が設けてある。フランジ４１は、取付板４４と同一平面で、取付板４４に連続して形成してあり、また基部部材４３の前方側の端縁も取付板４４と同一平面で、かつ取付板４４に連続して形成されている。傾斜部材４０の先端は、サイドシル１６の後端が連結され、横架部材４２の後方は、リアサイドメンバ１５の前端が連結される。

Ｃピラー１０は、上記上部部材１８と下部部材２０を溶接により接合して形成してある。上部部材１８と下部部材２０の接合は、図２及び図３に示すように、上部部材１８の下部を下部部材２０の上部に突き合わせ、点線及び二点鎖線で示した線に沿って溶接を行う。溶接線として示した点線と二点鎖線は、上部部材１８と下部部材２０で囲まれた範囲は一致する形状である。すなわち、上部部材１８において溶接線は、点線で示すように連結板３４と、連結板３４の線は連続したフランジ３３上の部分であり、下部部材２０においては、二点鎖線で示すように取付板４４と、取付板４４に連続したフランジ４１、および基部部材４３の一部となっている。

このように上部部材１８と下部部材２０をそれぞれ、図７に示すようにほぼ閉断面を形成するような断面コの字状やＣ字状に形成し、それら上部部材１８と下部部材２０を上下にずらして重ね、図８に示すように上部部材１８の下端、つまり連結板３４を取付板４４に接合させてＣピラー１０を構成したので、Ｃピラー１０は、Ｃピラー１０をほぼ水平面で断面した場合、いずれの位置で断面した場合も閉断面を形成する環状か、あるいは一部開放されていてもほぼ閉断面を形成するような断面コの字状やＣ字状となっている。図７は、図４及び図５におけるＦ２を通るほぼ水平面での断面形状を示し、図８は、図５におけるＦ３を通る垂直面での断面形状を示す。

すなわち図７に示すように、Ｃピラー１０の天板３６と取付板４４の間では、上部部材１８と下部部材２０が、それぞれの断面の開放面を向き合わせて重なっており、また図８に示すように、上部部材１８と下部部材２０が上下にずれた状態で、フランジ３３とフランジ４１が、取付板４４の両側で略垂直方向に沿った面で接合される。したがってＣピラー１０は、上部部材１８と下部部材２０の接合部においても十分な剛性を確保でき、全体が強固で、いずれの方向からの力、あるいはねじれに対しても十分な強度を有する構造にすることができる。

また、Ｃピラー１０の上端は、図１０に示すようにＴ字状に形成してあり、上述したように上端にサイドルーフレール１４が接続される。またＣピラー１０の上端の中央には、上述したように窪み２７が形成してあり、左右のサイドルーフレール１４間に渡してあるルーフボウ１７が連結されている。

ルーフボウ１７は、例えばアルミの押し出し成形で成形された、断面四角の環状部材であり、断面環状の状態でＣピラー１０の上部部材１８の窪み２７に固定される。ルーフボウ１７は、例えば溶接で上部部材１８の窪みに固定する。図９に、断面図を示す。これにより、車両は左右一対のＣピラー１０とルーフボウ１７により、断面がほぼ閉断面を形成する部材で連続して車両の外殻部分を構成することができ、高い剛性を有する車体構造を実現できる。また、リアクロスメンバ１９を閉断面構造にすれば、Ｃピラー１０を通る車両の外殻周囲構造を、閉断面構造の部材で形成できる。

更にルーフボウ１７は、窪み２７に収納した状態で溶接などでＣピラー１０に固定することから、ルーフボウ１７の長手方向の位置合わせが容易であり、ルーフボウ１７の寸法精度に影響されることなく、左右のサイドルーフレール１４の間隔を正確に形成できる。

本発明にかかる車体のピラー構造の一実施形態を示す図。 Ｃピラーを示す分解斜視図。 Ｃピラーを示す分解斜視図。 Ｃピラーを示す斜視図。 Ｃピラーを示す斜視図。 Ｃピラーを示す横断面図。 Ｃピラーを示す横断面図。 Ｃピラーを示す縦断面図。 Ｃピラーを示す断面図。 Ｃピラー上部を示す斜視図。

符号の説明

１０…Ｃピラー
１４…サイドルーフレール
１７…ルーフボウ
１８…上部部材
２０…下部部材
３０…側壁（第一の側壁）
３４…連結板
３６…天板
４１…フランジ
４４…取付板
４５…側壁（第二の側壁）

Claims (3)

1. 車両のボディ構造を形成するピラーであり、
   該ピラーは、アルミダイカスト材からなる上部部材及び下部部材とからなり、
   前記上部部材は、少なくとも該上部部材の下部において、前記車両のほぼ幅方向に延びる第一の側壁を有する断面がほぼコの字状に形成してあり、更に該上部部材は、該コの字状を保持した状態で、下端に連結板を有し、
   前記下部部材は、該下部部材の上端より下部に、前記連結板に対向する取付板を有し、かつ前記下部部材は、前記取付板の前記車両の前後方向側のそれぞれの端部に、該車両のほぼ幅方向に延びる第二の側壁を有し、
   前記連結板と前記取付板を突き合わせて両者を溶接するとともに、前記第一の側壁と前記第二の側壁、もしくはこれら側壁とこれら側壁に取り付けられた壁体とを接合し、前記上部部材と前記下部部材とを一体に固着して構成したことを特徴とする車両のピラー構造。
2. 前記ピラーは、前記上部部材の上端をサイドルーフレールに取り付け、前記下部部材の下部をサイドシルに取り付けるＣピラーである請求項１に記載の車両のピラー構造。
3. 前記上端に窪みを設け、該窪み内に断面環状のルーフボウの端部を嵌合し、該ルーフボウの端部を前記窪み内に固定したことを特徴とする請求項２に記載の車両のピラー構造。

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