JP5582000B2 - 車両の骨格構造、骨格補強構造及びピラー構造 - Google Patents

Description

本発明は、メンバの長手方向で剛性が変更させられている車両の骨格構造、骨格補強構造及びピラー構造に関するものである。

従来、このような分野の技術として、実開昭５８−４１６７１号公報がある。この公報に記載されたセンタピラーは、アウタピラーとインナピラー（リーンフォースメント）とからなり、インナピラーには、主たる補強のために形成された山形の凸部（補強ビード部）と、中央で細長く延在する段状の凸部（補強ビード部）と、が形成されている。プレス時に変形が大きな山形の凸部と、プレス時に変形が小さな段状の凸部は、加工硬化量が異なっているので、インナピラーの剛性は長手方向で変更させられている。

実開昭５８−４１６７１号公報がある。

しかしながら、従来にあっては、凸部の突出量の大小によって、加工硬化量を変更させているのみで、補強ビード部の各箇所で自由に且つ容易に剛性を制御することができないといった問題点がある。

本発明は、補強ビード部の各箇所で自由に且つ容易に剛性を制御できるようにした車両の骨格構造、骨格補強構造及びピラー構造を提供することを目的とする。

本発明は、板材がプレス成形されてなるリーンフォースメントが利用される車両のピラー構造において、
リーンフォースメントのベルトライン部より上側の衝突非変形領域と、ベルトライン部より下側の衝突変形予定領域とのそれぞれには、凸状をなす山形の補強ビード部又は凹状をなす谷形の補強ビード部が形成されており、
衝突変形予定領域でアッパーヒンジ座部とロアヒンジ座部との間に設けられた補強ビード部は、リーンフォースメントの長手方向における両端に位置する傾斜部同士で傾斜角に緩急差が付けられ、上側の傾斜部に対して下側の傾斜部の傾斜角が小さくなっていることを特徴とする。

この車両のピラー構造に利用されるリーンフォースメントのベルトライン部より上側の衝突非変形領域と、ベルトライン部より下側の衝突変形予定領域とのそれぞれには、プレス成形によって、凸状をなす山形の補強ビード部又は凹状をなす谷形の補強ビード部が形成されている。そして、補強ビード部の傾斜部を利用して、補強ビード部の剛性を変更することで、補強ビード部自体の剛性を各箇所で自由に且つ容易に変更することができる。これにより、剛性に関して、補強ビード部の設計の自由度を高めることができる。
また、衝突変形予定領域において、アッパーヒンジ座部と補強ビード部の上端との間と、ロアヒンジ座部と補強ビード部の下端との間の２箇所に座屈予定部を作り出し、側突時に座屈予定部を座屈させてリーンフォースメントに生じる曲げモーメントを抑制することができ、これによって、衝突非変形領域の部位の変形を低減させることができる。しかも、座屈予定部を時間差をもって下から折るようにしているので、リーンフォースメントにおける衝突非変形領域の部位を立たせるように制御することができ、側突時の居住空間の確保を確実ならしめている。

また、衝突非変形領域に設けられた補強ビード部の傾斜部の複数箇所で、傾斜角に緩急差が付けられ、傾斜部の傾斜角の緩急差により加工硬化量を変えて、補強ビード部の剛性が変更されていてもよい。また、衝突非変形領域に設けられた補強ビード部は、リーンフォースメントの長手方向に延在する傾斜部の長手方向で傾斜角に緩急差が付けられていると好適である。
ベルトライン部より上側の衝突非変形領域での変形を適切に制御することができる。

また、衝突非変形領域に設けられた補強ビード部にあっては、傾斜部の長手方向における中央部の傾斜角を最も大きくし、補強ビード部の上下端に行くにつれて傾斜部の傾斜角を小さくして、補強ビード部の中央部から上下端に向かって加工硬化量を徐々に低減させていると好適である。
このような構成は、補強ビード部において、長手方向で連続的に加工硬化量を変化させており、補強ビード部の中央部で一番加工硬化量が大きくなっているので、中央部がもっとも変形し難くなっている。そして、このような補強ビード部をリーンフォースメントの衝突非変形領域に採用することで、リーンフォースメントにおける衝突非変形領域の部位を、側突時に立たせるように制御することができ、側突時の居住空間の保持を確実ならしめている。

本発明によれば、補強ビード部の剛性の変化を長手方向で広範囲に渡って容易に制御できる。

本発明に係るピラー構造に適用されるリーンフォースメントの一実施形態を示す斜視図である。 リーンフォースメントの側突時の変形状態を示す側面図である。 補強ビード部の拡大斜視図である。 （Ａ）は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明に係る車両の骨格構造に適用されるメンバの一実施形態を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る車両の骨格構造、骨格補強構造及びピラー構造の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示されるように、ルーフサイドレール２とロッカ３との間で架け渡されるセンターピラーのリーンフォースメント１の上部には、ルーフサイドレール２に溶接させるための上部取付部１ｂが設けられ、リーンフォースメント１の下部には、ロッカ３に溶接させるための下部取付部１ｃが設けられている。更に、リーンフォースメント１は、断面ハット状に形成され、上部取付部１ｂと下部取付部１ｃとの間に延在するリーンフォースメント１の主要部Ｍは、正面部１ａと両側面部１ｄとで断面コ字状に形成され、主要部Ｍの両側には、長手方向にフランジ部１ｅが設けられている。

更に、リーンフォースメント１の正面部１ａには、ドアのヒンジが固定されるアッパーヒンジ座部８とロアヒンジ座部９とが形成されている。そして、センターピラーにあっては、このような構成のリーンフォースメント１の外側は、図示されないサイドアウタパネルで覆われている。

ピラーにおいて、フロントピラーは、正面衝突やオフセット衝突時に居住空間を確保する役目をもち、これに対して、センターピラーは、側突時に居住空間を確保するのに大きく係わっている。側突時にあっては、乗員の頭部を保護するために、センターピラーの上側半分すなわちベルトライン部Ｌより上側が内側に倒れ込むことがないようにして、ルーフの潰れを防止する必要がある。

そして、リーンフォースメント１は、剛性を高めるために板材の絞り加工により成形されるが、センターピラーにあっては、側突時、図２の二点鎖線に示すように、センターピラーの下側を適切に変形させて、センターピラーの上側すなわちベルトライン部Ｌより上側の衝突非変形領域Ｃが内側に倒れ込むことがないようにする必要がある。

そこで、図１に示すように、リーンフォースメント１の主要部Ｍの正面部１ａには、凸状をなす山形の補強ビード部１０，２０，３０が形成されている。各補強ビード部１０，２０，３０は、断面台形状に形成されている。

補強ビード部１０は、リーンフォースメント１において、ベルトライン部Ｌより上方の衝撃非変形領域Ｃに形成され、補強ビード部２０は、ベルトライン部Ｌから下側の衝突変形予定領域Ｓ内でアッパーヒンジ座部８とロアヒンジ座部９との間に形成され、補強ビード部３０は、ロアヒンジ座部９より下方に形成されている。

図３及び図４に示すように、補強ビード部１０は、これ自体で長手方向の剛性が変更させられている。台形台形状の補強ビード部１０は、平坦な天部１０ａと、左右に位置して長手方向に延在する傾斜部１０ｂと、上下に位置して略水平方向に延在する傾斜部１０ｃとで形成されている。

この補強ビード部１０は、リーンフォースメント１の長手方向において補強ビード部１０の左右の傾斜部１０ｂの傾斜角に緩急差を付けることにより、傾斜部１０ｂの加工硬化量を変えて、同一の補強ビード部１０内で剛性が変更させられている。補強ビード部１０の傾斜部１０ｂは、連続して変化させられており、中央部で傾斜角αが大きく（図４の（Ｂ）参照）、上下に向かうにつれて傾斜角αが小さくなっている（図４の（Ａ）参照）。

傾斜部１０ｂの傾斜角αは、０＜α≦９０度の範囲内で選択され、傾斜角αが大きくなればなるほど、加工硬化量が大きくなり、剛性が高くなっている。

このように、衝突非変形領域Ｃに設けられた補強ビード部１０にあっては、補強ビード部１０で傾斜部１０ｂの長手方向における中央部の傾斜角αを最も大きくし、補強ビード部１０の上下端に行くにつれて傾斜部１０ｂの傾斜角αを小さくして、補強ビード部１０の中央部から上下端に向かって加工硬化量を徐々に低減させている。なお、この補強ビード部１０の天部１０ａの高さＨは長手方向で一定である。天部１０ａの高さＨは、正面部１ａからの高さである。

このような構成の補強ビード部１０は、長手方向で連続的に加工硬化量を変化させており、補強ビード部１０の中央部で一番加工硬化量が大きくなっているので、中央部がもっとも変形し難くなっている。そして、このような補強ビード部１０をリーンフォースメント１の衝突非変形領域Ｃに採用することで、リーンフォースメント１における衝突非変形領域Ｃの部位を、側突時に立たせるように制御することができ、側突時の居住空間の保持を確実ならしめている。

図１に示すように、補強ビード部２０は、ベルトライン部Ｌより下側の衝突変形予定領域Ｓでアッパーヒンジ座部８とロアヒンジ座部９との間に形成されている。この補強ビード部２０は、リーンフォースメント１の長手方向における上下の両端に位置する上側の傾斜部２０ａの傾斜角β１と下側の傾斜部２０ｂの傾斜角β２との比較において、傾斜角β１，β２（図２参照）に緩急差が付けられ、上側の傾斜部２０ａの傾斜角β１に対して下側の傾斜部２０ｂの傾斜角β２が小さくなっている。なお、この補強ビード部２０の天部２０ｃの高さは長手方向で一定である。天部２０ｃの高さは、正面部１ａからの高さである。

このような構成を採用すると、衝突変形予定領域Ｓにおいて、アッパーヒンジ座部８と補強ビード部２０の上端との間と、ロアヒンジ座部９と補強ビード部２０の下端との間の２箇所に座屈予定部Ｒ１，Ｒ２を作り出し、側突時に座屈予定部Ｒ１，Ｒ２を座屈させてリーンフォースメント１に生じる曲げモーメントを抑制することができ、これによって、衝突非変形領域Ｃの部位の変形を低減させることができる。しかも、座屈予定部Ｒ１，Ｒ２を時間差をもって下側の座屈予定部Ｒ１から先に折るようにしているので、リーンフォースメント１における衝突非変形領域Ｃの部位を立たせるように制御することができ、側突時の居住空間の確保を確実ならしめている。

図１に示すように、リーンフォースメント１の主要部Ｍの正面部１ａにおいて、ロアヒンジ座部９より下方には、山形の補強ビード部３０が形成されている。この位置に補強ビード部３０を形成することで、ロアヒンジ座部９より下方の強度アップを図ることができ、これによって、側突時にロアヒンジ座部９より下方で座屈することを防止し、座屈予定部Ｒ１で確実に座屈させることが可能となる。

このように、ピラー構造に利用されるリーンフォースメント１には、プレス成形によって、凸状をなす山形の補強ビード部１０，２０，３０が形成されている。そして、補強ビード部１０，２０の傾斜部１０ｂ，２０ａ，２０ｃを利用して、補強ビード部１０，２０の剛性を変更させることで、補強ビード部１０，２０自体の剛性を各箇所で自由に且つ容易に変更させることができる。これにより、剛性に関して、補強ビード部１０，２０の設計の自由度を高めることができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明は、センタピラーに限らず、フロントピラーやリアピラーにも適用可能である。

また、図５に示すように、本発明は、ルーフサイドレールやロッカなどに利用される車両の骨格のメンバ４１の全てに適用可能であり、この補強ビード部４０は、長手方向において傾斜部４０ａの傾斜角を連続的に変化させられている。この場合、補強ビード部４０の傾斜部４０ａの中央部で傾斜角が小さく、長手方向の両端に行くにつれて、傾斜部４０ａの傾斜角が大きくなっており、補強ビード部４０において中央部の剛性が最も小さくなっている。

また、リーンフォースメント１は、ピラーの補強部材であるが、骨格の他の補強部材にも、本発明の適用可能である。

補強ビード部１０，２０，３０，４０は、凸状に限らず、凹状をなす谷形であっても初期の目的を達成することができる。

１…リーンフォースメント、８…アッパーヒンジ座部、９…ロアヒンジ座部、１０，２０，３０…補強ビード部、１０ｂ，２０ａ，２０ｃ…傾斜部、４０…補強ビード部、４０ａ…傾斜部、４１…メンバ、Ｃ…衝突非変形領域、Ｌ…ベルトライン部、Ｓ…衝突変形予定領域、α…傾斜角、β…傾斜角。

Claims (4)

1. 板材がプレス成形されてなるリーンフォースメントが利用される車両のピラー構造において、
   前記リーンフォースメントのベルトライン部より上側の衝突非変形領域と、前記ベルトライン部より下側の衝突変形予定領域とのそれぞれには、凸状をなす山形の補強ビード部又は凹状をなす谷形の補強ビード部が形成されており、
   前記衝突変形予定領域でアッパーヒンジ座部とロアヒンジ座部との間に設けられた前記補強ビード部は、前記リーンフォースメントの長手方向における両端に位置する傾斜部同士で傾斜角に緩急差が付けられ、上側の前記傾斜部に対して下側の前記傾斜部の傾斜角が小さくなっていることを特徴とするピラー構造。
2. 前記衝突非変形領域に設けられた前記補強ビード部の傾斜部の複数箇所で、傾斜角に緩急差が付けられ、前記傾斜部の傾斜角の緩急差により加工硬化量を変えて、前記補強ビード部の剛性が変更されていることを特徴とする請求項１に記載のピラー構造。
3. 前記衝突非変形領域に設けられた前記補強ビード部は、前記リーンフォースメントの長手方向に延在する傾斜部の長手方向で傾斜角に緩急差が付けられていることを特徴とする請求項２に記載のピラー構造。
4. 前記衝突非変形領域に設けられた前記補強ビード部にあっては、前記傾斜部の長手方向における中央部の傾斜角を最も大きくし、前記補強ビード部の上下端に行くにつれて前記傾斜部の傾斜角を小さくして、前記補強ビード部の前記中央部から前記上下端に向かって加工硬化量を徐々に低減させていることを特徴とする請求項３に記載のピラー構造。

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