JP6579184B2 - 車両の側部車体構造及び車両用ピラー部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ピラー部材を備えた車両の側部車体構造及び車両用ピラー部材の製造方法に関し、車体の生産技術分野に属する。

自動車等の車両の車体の側部では、ルーフパネルの側部に沿って車体前後方向に延びるルーフサイドレールと、フロアパネルの側部に沿って車体前後方向に延びるサイドシルとが、車体上下方向に延びるセンターピラーを介して連結されることがある。

この種の側部車体構造において、センターピラーは、車体上方からの荷重入力（ルーフクラッシュ）によるルーフの変形を抑制したり、車体側方からの入力荷重をルーフサイドレール及びサイドシル等に分散させたりする機能を果たす。

一般に、センターピラーは、互いに接合されたインナーピラー部材とアウターピラー部材とを備え、これらの部材間に、車体上下方向に連続する閉断面が形成される。これにより、センターピラーの各種機能が効果的に果たされ得る。

例えば特許文献１に開示されているように、センターピラーを構成するピラー部材は、上記の閉断面を構成する本体パネルと、本体パネルの一部に重ね合わされて接合された補強パネルとで構成されることがある。特許文献１に開示されたピラー部材では、本体パネルの長さ方向中間部に補強パネルが設けられることで、ピラー部材の曲げ剛性の向上が図られている。

特開２０１４−１９３７１２号公報

ところで、車体の生産技術分野においては、ルーフクラッシュに対するピラー部材の耐力向上を図るために、本体パネルの長さ方向中間部だけでなく、上端部についても、補強パネルによる補強を行うことが検討ないし実用化されている。

この場合、本体パネルに対する補強パネルの望ましい配置を具体的に検討する際には、ピラーとルーフサイドレールとの間での荷重伝達機能を含めた車体側部の各種機能を総合的に考慮することが求められる。

そこで、本発明は、本体パネルと補強パネルを備えた車両用ピラー部材の各種機能を効果的に発揮し得る車両の側部車体構造、および車両用ピラー部材の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明は、
車体側部において車体前後方向に延びるように配置されたルーフサイドレールと、該ルーフサイドレールから車体下方側に延びるように配置され、車体上下方向に連続する閉断面を形成するピラーとを備えた車両の側部車体構造であって、
前記ピラーは、前記閉断面の少なくとも一部を構成し、上端部において前記ルーフサイドレールに接合された本体パネルと、該本体パネルの一部に重ね合わされて接合された補強パネルとを有するピラー部材を備え、
前記本体パネルは、前記閉断面における車体幅方向外側の側面を構成するように車体上下方向に延びて、上端部において前記ルーフサイドレールに連結された側面部と、該側面部の前縁に沿って車体上下方向に延びる第１稜線部と、前記側面部の後縁に沿って車体上下方向に延びる第２稜線部とを備え、
前記第１稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第１直線部と、該第１直線部の上端から前記第１稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体前上方側へ延びる第１湾曲部とを備え、
前記補強パネルは、前記本体パネルにおける前記第１直線部、前記第２直線部、及び前記第１直線部と前記第２直線部とを繋ぐ部分に沿って、前記側面部の長さ方向に延びるように配置されたメイン補強部と、該メイン補強部の上縁部から車体前上方側に向かって前記第１湾曲部に沿って延びるように配置された第１上端補強部と、前記メイン補強部の上縁部から車体後上方側に向かって前記第２湾曲部に沿って延びるように配置された第２上端補強部と、前記第１上端補強部の上端部と前記第２上端補強部の上端部とを繋ぐ架橋部とを備え、
前記補強パネルには、前記第１上端補強部、前記第２上端補強部、及び前記架橋部で囲まれた開口部が形成されており、
前記本体パネルの前記側面部には、車体に対する前記ピラー部材の組付作業に用いられる位置決め孔が設けられ、
前記補強パネルは、前記位置決め孔が前記開口部を通して露出するように前記側面部に重ねられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
車体側部において車体前後方向に延びるように配置されたルーフサイドレールと、該ルーフサイドレールから車体下方側に延びるように配置され、車体上下方向に連続する閉断面を形成するピラーとを備えた車両の側部車体構造であって、
前記ピラーは、前記閉断面の少なくとも一部を構成し、上端部において前記ルーフサイドレールに接合された本体パネルと、該本体パネルの一部に重ね合わされて接合された補強パネルとを有するピラー部材を備え、
前記本体パネルは、前記閉断面における車体幅方向外側の側面を構成するように車体上下方向に延びて、上端部において前記ルーフサイドレールに連結された側面部と、該側面部の前縁に沿って車体上下方向に延びる第１稜線部と、前記側面部の後縁に沿って車体上下方向に延びる第２稜線部とを備え、
前記第１稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第１直線部と、該第１直線部の上端から前記第１稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体前上方側へ延びる第１湾曲部とを備え、
前記第２稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第２直線部と、該第２直線部の上端から前記第２稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体後上方側へ延びる第２湾曲部とを備え、
前記補強パネルは、前記本体パネルにおける前記第１直線部、前記第２直線部、及び前記第１直線部と前記第２直線部とを繋ぐ部分に沿って、前記側面部の長さ方向に延びるように配置されたメイン補強部と、該メイン補強部の上縁部から車体前上方側に向かって前記第１湾曲部に沿って延びるように配置された第１上端補強部と、前記メイン補強部の上縁部から車体後上方側に向かって前記第２湾曲部に沿って延びるように配置された第２上端補強部と、前記第１上端補強部の上端部と前記第２上端補強部の上端部とを繋ぐ架橋部とを備え、
前記補強パネルには、前記第１上端補強部、前記第２上端補強部、及び前記架橋部で囲まれた開口部が形成されており、
前記開口部は、前記架橋部の下縁に沿って車体前後方向に延びる上縁部と、該上縁部の前端部から車体下方側に向かって斜め後方に延びる前縁部と、前記上縁部の後端部から前記前縁部の下端部にかけて車体下方側に向かって斜め前方に延びる後縁部とを有する逆三角形状とされていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、
前記本体パネルの前記側面部には、車体に対する前記ピラー部材の組付作業に用いられる位置決め孔が設けられ、
前記補強パネルは、前記位置決め孔が前記開口部を通して露出するように前記側面部に重ねられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
本体パネルの一部に補強パネルを接合してなるピラー部材を製造する車両用ピラー部材の製造方法であって、
前記本体パネルの素材として、平坦な長尺の第１板材を準備し、前記補強パネルの素材として、長さ方向の一端側に、先端に向かって互いに離反するように分岐した第１枝部および第２枝部を有する平坦な長尺の第２板材を準備する準備工程と、
前記第１板材の長さ方向一端部に前記第１枝部および前記第２枝部が重ねられるように、前記第１板材と前記第２板材を重ね合わせて相互に接合することで、接合板材を形成する接合工程と、
前記接合板材の長さ方向に延びて前記第１枝部を通る第１稜線と、前記接合板材の長さ方向に延びて前記第２枝部を通る第２稜線とが形成されるように、前記接合板材をプレス成形して、所定形状の前記車両用ピラー部材を形成する成形工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の発明において、
前記成形工程の後、前記ピラー部材における前記本体パネルの所定部に、車体に対する前記ピラー部材の組付作業に用いられる位置決め孔を形成する穿孔工程を更に備え、
前記準備工程では、前記第２板材における前記接合工程で前記所定部に重ね合わされる部分に、該所定部を露出させる開口部を形成しておくことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記請求項４または請求項５に記載の発明において、
前記接合工程の後、前記成形工程の前に、前記接合板材を加熱する加熱工程を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ピラー部材の本体パネルにおける第１稜線部および第２稜線部が、それぞれの長さ方向の少なくとも中間部から上端部にかけて、補強パネルによって補強される。そのため、ピラー部材の曲げ剛性を効果的に高めることができる。したがって、ピラーからルーフサイドレールへの荷重伝達機能の向上、及び、ルーフクラッシュに対するピラーの耐力向上を効果的に図ることができる。

また、補強パネルの上端部は、第１稜線部の第１湾曲部に沿って設けられた第１上端補強部と、第２稜線部の第２湾曲部に沿って設けられた第２上端補強部とに分岐されている。そのため、車体側方からピラー部材に入力されて第１稜線部および第２稜線部を経由してピラー部材の上端部に伝達される荷重を、ルーフサイドレールとピラーとの連結部を挟んだ車体前方側と車体後方側とに効果的に分散させることができる。これにより、ルーフサイドレールとピラーとの連結部への応力集中が緩和されることで、該連結部におけるルーフサイドレールの変形を抑制できる。したがって、ピラーからルーフサイドレールを経由した車体各部への荷重分散機能の向上を図ることができる。
また、補強パネルにおける第１上端補強部の上端部と第２上端補強部の上端部とが架橋部を介して繋がっていることにより、ピラー部材の上端部の面剛性の向上を図ることができる。これにより、ルーフクラッシュに対するピラーの耐力向上、及び、ピラーからルーフサイドレールへの荷重伝達機能の向上をより効果的に図ることができる。
また、本体パネルの側面部に設けられた位置決め孔が補強パネルの開口部を通して露出するように、ピラー部材が構成されている。そのため、かかるピラー部材の製造において、予め開口部が形成された補強パネルを本体パネルに接合する接合工程、これらのパネルを一体的にプレス成形する成形工程、ピラー部材に位置決め孔を形成する穿孔工程がこの順で行われる場合、穿孔工程では、補強パネルの開口部を通して本体パネルのみに対して穿孔加工を行えばよい。そのため、本体パネルと補強パネルが重なり合う部分に穿孔加工を行う場合に比べて、位置決め孔を簡単かつ精度よく形成できる。

請求項２に記載の発明によれば、ピラー部材の本体パネルにおける第１稜線部および第２稜線部が、それぞれの長さ方向の少なくとも中間部から上端部にかけて、補強パネルによって補強される。そのため、ピラー部材の曲げ剛性を効果的に高めることができる。したがって、ピラーからルーフサイドレールへの荷重伝達機能の向上、及び、ルーフクラッシュに対するピラーの耐力向上を効果的に図ることができる。
また、補強パネルの上端部は、第１稜線部の第１湾曲部に沿って設けられた第１上端補強部と、第２稜線部の第２湾曲部に沿って設けられた第２上端補強部とに分岐されている。そのため、車体側方からピラー部材に入力されて第１稜線部および第２稜線部を経由してピラー部材の上端部に伝達される荷重を、ルーフサイドレールとピラーとの連結部を挟んだ車体前方側と車体後方側とに効果的に分散させることができる。これにより、ルーフサイドレールとピラーとの連結部への応力集中が緩和されることで、該連結部におけるルーフサイドレールの変形を抑制できる。したがって、ピラーからルーフサイドレールを経由した車体各部への荷重分散機能の向上を図ることができる。
また、補強パネルにおける第１上端補強部の上端部と第２上端補強部の上端部とが架橋部を介して繋がっていることにより、ピラー部材の上端部の面剛性の向上を図ることができる。これにより、ルーフクラッシュに対するピラーの耐力向上、及び、ピラーからルーフサイドレールへの荷重伝達機能の向上をより効果的に図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、本体パネルの側面部に設けられた位置決め孔が補強パネルの開口部を通して露出するように、ピラー部材が構成されている。そのため、かかるピラー部材の製造において、予め開口部が形成された補強パネルを本体パネルに接合する接合工程、これらのパネルを一体的にプレス成形する成形工程、ピラー部材に位置決め孔を形成する穿孔工程がこの順で行われる場合、穿孔工程では、補強パネルの開口部を通して本体パネルのみに対して穿孔加工を行えばよい。そのため、本体パネルと補強パネルが重なり合う部分に穿孔加工を行う場合に比べて、位置決め孔を簡単かつ精度よく形成できる。

請求項４に記載の発明に係る製造方法によって製造された車両用ピラー部材には、その長さ方向に延びる第１稜線および第２稜線が、これらの一端側において補強パネルにおける二股に分岐された部分を通るように形成される。当該ピラー部材の一端部をルーフサイドレールに接合することで、第１稜線および第２稜線における長さ方向の少なくとも中間部から上端部にかけて、補強パネルによる補強がなされることになる。そのため、ピラー部材の曲げ剛性を効果的に高めることができる。したがって、ピラーからルーフサイドレールへの荷重伝達機能の向上、及び、ルーフクラッシュに対するピラーの耐力向上を効果的に図ることができる。

また、当該ピラー部材の上端部では、補強パネルにおける二股に分岐された部分によって第１稜線および第２稜線が補強される。そのため、車体側方からピラー部材に入力されて第１稜線および第２稜線を経由してピラー部材の上端部に伝達される荷重を、ルーフサイドレールとピラーとの連結部を挟んだ車体前方側と車体後方側とに効果的に分散させることができる。これにより、ルーフサイドレールとピラーとの連結部への応力集中が緩和されることで、該連結部におけるルーフサイドレールの変形を抑制できる。したがって、ピラーからルーフサイドレールを経由した車体各部への荷重分散機能の向上を図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、予め、準備工程において補強パネルに開口部が形成されることで、成形工程後の穿孔工程において位置決め孔を形成するとき、補強パネルの開口部を通して本体パネルのみに対して穿孔加工を行えばよい。そのため、本体パネルと補強パネルが重なり合う部分に穿孔加工を行う場合に比べて、位置決め孔を簡単かつ精度よく形成できる。

請求項６に記載の発明によれば、第１板材および第２板材として、冷間状態では成形性に乏しい高張力鋼板などが用いられる場合にも、これらの板材を接合工程によって接合してなる接合板材は、加熱工程によって成形性が高められた状態で成形工程が行われる。そのため、ピラー部材を精度よく成形することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の側部車体構造を示す側面図である。 センターピラーの断面形状を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 センターピラーの上端部及びその周辺部を車体前方側から見た図１のＢ−Ｂ線断面図である。 センターピラーの上端部及びその周辺部を車体上方側から見た図１のＣ−Ｃ線断面図である。 アウターピラー部材を示す斜視図である。 アウターピラー部材の本体パネルの一部を示す側面図である。 アウターピラー部材の補強パネルの一部を示す側面図である。 アウターピラー部材の製造工程を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る下部車体構造を説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、「下」等の方向を示す用語は、特段の説明がある場合を除いて、車両の前進走行時の進行方向を「前」とした場合における車体の各方向を指すものとする。また、添付図面では、車体幅方向に符号「Ｘ」、車体前後方向に符号「Ｙ」、車体上下方向に符号「Ｚ」を付している。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る車両の側部車体構造を備えた自動車１の一部を示す側面図である。なお、図１では、発明の理解を容易にするために、車室外側に露出する化粧パネルの図示が省略されている。また、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は、図１のＣ−Ｃ線断面図である。

図１に示すように、自動車１の車体側部には、ルーフパネル４（図３参照）の側部に沿って車体前後方向Ｙに延びるルーフサイドレール２、フロアパネル（図示せず）の側部に沿って車体前後方向Ｙに延びるサイドシル６、及び、車体上下方向Ｚに延びるように配置され、ルーフサイドレール２とサイドシル６とを連結するセンターピラー１０が設けられている。

図２の断面図に示すように、センターピラー１０は、互いに接合されたインナーピラー部材１１及びアウターピラー部材１２を備えている。インナーピラー部材１１及びアウターピラー部材１２は、車体上下方向Ｚに延びる長尺部材である。

インナーピラー部材１１は、車体上下方向Ｚから見て概ね平坦な断面形状を有する。アウターピラー部材１２は、インナーピラー部材１１の車体幅方向Ｘ外側に配置されている。アウターピラー部材１２は、その前縁部および後縁部においてインナーピラー部材１１に接合されている。これにより、インナーピラー部材１１とアウターピラー部材１２との間に、車体上下方向Ｚに連続する閉断面Ｓ１が形成されている。

アウターピラー部材１２は、化粧パネルとしてのアウターパネル１３によって車体幅方向Ｘ外側から覆われている。アウターパネル１３は、その前縁部および後縁部において、アウターピラー部材１２と共にインナーピラー部材１１に接合されている。なお、図１では、アウターパネル１３の図示が省略されている。

図３の断面図に示すように、ルーフサイドレール２は、インナーレール部材２ａと、その車体幅方向Ｘ内側外側に対向配置されたアウターレール部材２ｂとを備えている。インナーレール部材２ａとアウターレール部材２ｂは、これらの上縁部同士および下縁部同士において、例えば溶接によって接合されている。インナーレール部材２ａとアウターレール部材２ｂとの間には、車体前後方向Ｙに連続する閉断面が形成されている。

センターピラー１０とルーフサイドレール２との連結部において、アウターレール部材２ｂの側面部には、アウターピラー部材１２の上縁部に設けられた上側フランジ部２６が、例えば溶接によって接合されている。また、図３及び図４に示すように、センターピラー１０とルーフサイドレール２との連結部において、インナーレール部材２ａ及びアウターレール部材２ｂの下縁部には、インナーピラー部材１１の上縁部が共に接合されている。

図３に示すように、ルーフパネル４の側縁部には段下げ部４ａが形成されており、該段下げ部４ａにおいて、車体前後方向Ｙに延びる溝状のモヒカン部が形成されている。ルーフパネル４は、車体幅方向Ｘに延びる複数のルーフ補強部材３によって車体下方側から支持されている。ルーフパネル４の段下げ部４ａ及びルーフ補強部材３の側縁部には、インナーレール部材２ａ及びアウターレール部材２ｂの上縁部が接合されている。

センターピラー１０とルーフサイドレール２との連結部は、ルーフガセット５を介してルーフ補強部材３に連結されている。ルーフガセット５は、車体幅方向Ｘ内側に向かって斜め車体上側に延びるように配置されている、ルーフガセット５の上縁部は、ルーフ補強部材３の下面に接合され、ルーフガセット５の下縁部は、インナーレール部材２ａの車室内側の側面に接合されている。これにより、ルーフガセット５を介してセンターピラー１０とルーフ補強部材３との間での荷重伝達の円滑化が図られている。

［アウターピラー部材］
図２及び図５に示すように、アウターピラー部材１２は、車体上下方向Ｚに延びる長尺のピラー本体パネル２０と、ピラー本体パネル２０を補強するピラー補強パネル３０とを備えている。なお、アウターピラー部材１２は、ピラー本体パネル２０の下端部に接続された下側延長パネル１４を更に備えるが、下側延長パネル１４は、ピラー本体パネル２０と一体に設けられてもよい。ピラー本体パネル２０、ピラー補強パネル３０、及び下側延長パネル１４は、それぞれ、例えば高張力鋼板等の鋼板からなる。

アウターピラー部材１２は、全体として、車体幅方向Ｘ内側に開放した断面ハット状に成形されている。これにより、アウターピラー部材１２の車体幅方向Ｘ外側の側面には、アウターピラー部材１２の長さ方向に延びる第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２が形成されている。第１稜線Ｒ１の上端部は、先端に向かって斜め前上方へ湾曲しながら延びる湾曲部で構成され、第２稜線Ｒ２の上端部は、先端に向かって斜め後上方へ湾曲しながら延びる湾曲部で構成されている。

ピラー本体パネル２０は、インナーピラー部材１１の車体幅方向Ｘ外側に対向する側面部２１、側面部２１の前縁部から車体幅方向Ｘ内側に延びる前面部２２、側面部２１の後縁部から車体幅方向Ｘ内側に延びる後面部２３、前面部２２の車体幅方向Ｘ内側縁部から車体前方側に延びる前側フランジ部２４、及び、後面部２３の車体幅方向Ｘ内側縁部から車体後方側に延びる後側フランジ部２５を備えている。

図２に示すように、ピラー本体パネル２０は、車体幅方向Ｘ内側に開放した断面ハット状の部材である。ピラー本体パネル２０は、前側フランジ部２４及び後側フランジ部２５において、例えば溶接によってインナーピラー部材１１に接合され、これにより、インナーピラー部材１１との間に閉断面Ｓ１を形成している。

図５に示すように、ピラー本体パネル２０の側面部２１、前面部２２、後面部２３、前側フランジ部２４、及び後側フランジ部２５は、それぞれ、ピラー本体パネル２０の略全長に亘って設けられた壁部である。ピラー本体パネル２０の上端部には、上記の上側フランジ部２６が、側面部２１の上縁部に沿って車体幅方向Ｘに延びるように設けられている。上側フランジ部２６は、例えば溶接によって、ルーフサイドレール２の車体幅方向Ｘ外側の側面に接合される（図１参照）。側面部２１の上端近傍部には、車体に対するアウターピラー部材１２の組付作業に用いられる作業用開口部２７及び位置決め孔２８が設けられている。

図２に示すように、ピラー本体パネル２０において、側面部２１の前縁部、すなわち、側面部２１と前面部２２との間のコーナー部には、上記の第１稜線Ｒ１を構成するように車体上下方向Ｚに延びる第１稜線部Ｒ２１が形成されている。また、側面部２１の後縁部、すなわち、側面部２１と後面部２３とのコーナー部には、上記の第２稜線Ｒ２を構成するように車体上下方向Ｚに延びる第２稜線部Ｒ２２が形成されている。

図２及び図５に示すように、ピラー補強パネル３０は、ピラー本体パネル２０の車室外側に重ね合わされている。ピラー補強パネル３０は、溶接によってピラー本体パネル２０に接合されている。

ピラー補強パネル３０は、ピラー本体パネル２０の側面部２１に重ねられた側面補強部３１、ピラー本体パネル２０の前面部２２に重ねられた前面補強部３２、及び、ピラー本体パネル２０の後面部２３に重ねられた後面補強部３３を備えている。前面補強部３２は、側面補強部３１の前縁部から車体幅方向Ｘ内側に延設され、後面補強部３３は、側面補強部３１の後縁部から車体幅方向Ｘ内側に延設されている。これにより、ピラー補強パネル３０は、車体幅方向Ｘ内側に開放した断面コ字状に形成されている。

側面補強部３１と前面補強部３２とのコーナー部には、車体上下方向Ｚに延びる稜線部Ｒ３１が形成され、該稜線部Ｒ３１は、ピラー本体パネル２０の第１稜線部Ｒ２１に重ねられている。側面補強部３１と後面補強部３３とのコーナー部にも、車体上下方向Ｚに延びる稜線部Ｒ３２が形成され、該稜線部Ｒ３２は、ピラー本体パネル２０の第２稜線部Ｒ２２に重ねられている。

このように、ピラー補強パネル３０は、第１及び第２稜線部Ｒ２１，Ｒ２２を含む部分においてピラー本体パネル２０に重ね合わされており、これにより、第１及び第２稜線部Ｒ２１，Ｒ２２が効果的に補強されている。

図５に示すように、側面補強部３１は、ピラー本体パネル２０の長さ方向における側面部２１の略上端部から中央部よりも下側部分にかけて２つの稜線部Ｒ３１，Ｒ３２を繋ぐように設けられた長尺の壁部である。前面補強部３２及び後面補強部３３も、側面補強部３１に対応してピラー本体パネル２０の長さ方向に延びる長尺の壁部である。

側面補強部３１の下端部には、後席用ドアのドアヒンジ（図示せず）が固定される被固定部３５が設けられている。また、ピラー補強パネル３０の下端部には、第２稜線Ｒ２に沿って延びる側面延長部３１ｃ及び後面延長部３３ｃを備えている。側面延長部３１ｃは、被固定部３５の下縁部３１ｂよりも車体下方側へ側面補強部３１を延長させた部分で構成され、後面延長部３３ｃは、被固定部３５よりも車体下方側へ後面延長部３３ｃを延長させた部分で構成されている。

側面補強部３１の上端部には、例えば逆三角形状の開口部３４が設けられている。開口部３４は、ピラー本体パネル２０の作業用開口部２７及び位置決め孔２８に対応する位置に配置され、これにより、作業用開口部２７及び位置決め孔２８は、ピラー補強パネル３０によって被覆されることなく露出している。

側面補強部３１には、アウターピラー部材１２の長さ方向に延びるスロット３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）が設けられている。スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、アウターピラー部材１２の長さ方向において相互に間隔を空けて複数並べて配置されている。アウターピラー部材１２の長さ方向において、スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、上記の開口部３４と被固定部３５との間に配置されている。各スロット３６は、側面補強部３１の短手方向の略中央部に配置されている。

［ピラー本体パネルの稜線部］
図６の側面図に示すように、ピラー本体パネル２０の側面部２１は、先端に向かってラッパ状に拡幅された略逆三角形状の上端部２１ａを有する。上記の第１稜線部Ｒ２１及び第２稜線部Ｒ２２の各上端部は、側面部２１の上端部２１ａの形状に合わせた湾曲形状を有する。

すなわち、第１稜線部Ｒ２１は、側面部２１の長さ方向に沿って直線状に延びる第１直線部Ｒ２１ａと、該第１直線部Ｒ２１ａの上端から第１稜線部Ｒ２１の上端にかけて湾曲しながら車体前上方側へ延びる第１湾曲部Ｒ２１ｂとを備えている。また、第２稜線部Ｒ２２は、側面部２１の長さ方向に沿って直線状に延びる第２直線部Ｒ２２ａと、該第２直線部Ｒ２２ａの上端から第２稜線部Ｒ２２の上端にかけて湾曲しながら車体後上方側へ延びる第２湾曲部Ｒ２２ｂとを備えている。

［ピラー補強パネルの稜線部］
図７の側面図に示すように、ピラー補強パネル３０の稜線部Ｒ３１，Ｒ３２も、ピラー本体パネル２０の第１稜線部Ｒ２１及び第２稜線部Ｒ２２と同様、上端部において湾曲した形状を有する。

ピラー補強パネル３０は、ピラー本体パネル２０第１直線部Ｒ２１ａ、第２直線部Ｒ２２ａ、及び、側面部２１における第１直線部Ｒ２１ａと第２直線部Ｒ２２ａとを繋ぐ部分に沿って側面部２１の長さ方向に延びるように配置されるメイン補強部４０を備えている。

また、ピラー補強パネル３０は、メイン補強部４０の上縁部から車体前上方側に向かって第１湾曲部Ｒ２１ｂに沿って延びるように配置される第１上端補強部４１、メイン補強部４０の上縁部から車体後上方側に向かって第２湾曲部Ｒ２２ｂに沿って延びるように配置される第２上端補強部４２、及び、第１上端補強部４１の上端部と第２上端補強部４２の上端部とを繋ぐ架橋部４３を備えている。

これにより、ピラー補強パネル３０には、第１上端補強部４１、第２上端補強部４２、及び架橋部４３で囲まれた逆三角形状の開口部３４が形成されている。ピラー補強パネル３０は、ピラー本体パネル２０の側面部２１における作業用開口部２７及び位置決め孔２８が開口部３４を通して露出するように側面部２１に重ねられる（図５参照）。

［アウターピラー部材の製造］
図８を参照しながら、アウターピラー部材１２の製造方法の一例を説明する。

アウターピラー部材１２は、図８（ａ）に示す準備工程、図８（ｂ）に示す接合工程、加熱工程、図８（ｃ）に示す成形工程、及び穿孔工程を経て製造される。

図８（ａ）に示す準備工程では、ピラー本体パネル２０の素材としての第１板材１２０、及び、ピラー補強パネル３０の素材としての第２板材１３０が用意される。なお、準備工程では、下側延長パネル１４（図３参照）の素材となる板材も用意されるが、当該板材については、図８での図示及び説明を省略する。

準備工程において、第１板材１２０及び第２板材１３０としては、プレス機械によって所定の長尺形状にせん断された平坦な長尺の板材が用意される。より具体的に、第１板材１２０は、側面部２１に対応する部分に作業用開口部２７が穿孔され、ピラー補強パネル３０の被固定部３５に対応する位置に開口部２９が穿孔された状態で用意される。

第２板材１３０は、その長さ方向の一端側に、先端に向かって互いに離反するように分岐した第１枝部１３１及び第２枝部１３２と、第１枝部１３１の先端部と第２枝部１３２の先端部とを繋ぐ接続部１３３とを備えている。第１枝部１３１は、上記の第１上端補強部４１（図７参照）を構成する部分であり、第２枝部１３２は、上記の第２上端補強部４２（図７参照）を構成する部分であり、接続部１３３は、上記の架橋部４３（図７参照）を構成する部分である。

準備工程で用意される第２板材１３０には、側面補強部３１に対応する部分において、第１枝部１３１、第２枝部１３２、及び接続部１３３で囲まれた開口部３４、スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃ、及び被固定部３５のボルト穴３５ａが形成されている。

図８（ｂ）に示す接合工程では、第１板材１２０の所定位置に第２板材１３０が重ね合わされて、第１板材１２０と第２板材１３０が複数箇所でのスポット溶接によって互いに接合される。第１板材１２０と第２板材１３０は、これらの長さ方向を一致させた状態で、第１板材１２０の長さ方向一端部に第１枝部１３１、第２枝部１３２、及び接続部１３３が重ねられるように位置決めされて接合される。これにより、互いに接合された第１板材１２０及び第２板材１３０からなる接合板材１１０が形成される。

なお、接合工程では、下側延長パネル１４（図３参照）の素材である板材も第１板材１２０に接合され、接合板材１１０の一部を構成するが、当該板材については、図４での図示及び説明を省略する。

接合板材１１０における接合箇所には、接合板材１１０の短手方向（幅方向）においてスロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃの一方側に位置する複数の第１接合部Ｗ１、スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃの他方側に位置する複数の第２接合部Ｗ２、接合板材１１０の長さ方向において隣接するスロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃ間に位置する第３接合部Ｗ３が含まれる。

接合工程において、第１枝部１３１では、その長さ方向に間隔を空けて配置された複数の第１接合部Ｗ１においてスポット溶接が行われ、第２枝部１３２では、その長さ方向に間隔を空けて配置された複数の第２接合部Ｗ２においてスポット溶接が行われる。

接合工程が終了すると、接合板材１１０を加熱する加熱工程を経て、図８（ｃ）に示す成形工程において、プレス機械１９０による熱間プレス成形が行われる。

加熱工程において、接合板材１１０は、所定温度（例えば９００℃程度）に加熱されることで軟質化される。これによって接合板材１１０の成形性が高められた状態で成形工程が行われることで、接合板材１１０を所定の立体形状に精度よく成形できる。したがって、第１板材１２０及び第２板材１３０として、冷間状態では成形性に乏しい高張力鋼板が用いられる場合でも、スプリングバック等による寸法精度不良の発生を抑制できる。

図８（ｃ）に示す成形工程では、プレス機械１９０のダイ１９２とパンチ１９４との間で、接合板材１１０が所定形状に成形される。具体的に、第１板材１２０は断面ハット状に成形され、第２板材１３０は断面コ字状に成形される。また、第１板材１２０と第２板材１３０が重なり合う部分には、接合板材１１０の長さ方向に延びる第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２が形成される。第１稜線Ｒ１は、第２板材１３０の第１枝部１３１を通るように形成され、第２稜線Ｒ２は、第２板材１３０の第２枝部１３２を通るように形成される。

成形工程が行われるとき、第２板材１３０では、第１枝部１３１に位置する第１接合部Ｗ１と、第２枝部１３２に位置する第２接合部Ｗ２との間に、開口部３４が配置されている（図８（ｂ）参照）。したがって、成形工程において、接合板材１１０に、第１枝部１３１を通る第１稜線Ｒ１と、第２枝部１３２を通る第２稜線Ｒ２とが形成されるとき、接合板材１１０の短手方向に開口部３４を僅かに拡幅させるような第２板材１３０の変形が可能となっている。

これにより、第１稜線Ｒ１と第２稜線Ｒ２における第１板材１２０と第２板材１３０との曲率半径の差に起因する両板材１２０，１３０間の相対変位が、第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２との間の部分で促進される。そのため、第１接合部Ｗ１及び第２接合部Ｗ２においては、両板材１２０，１３０間の相対変位が抑制されることで、接合面におけるナゲット径を縮小させるような溶接部の変形を抑制でき、これにより、第１接合部Ｗ１及び第２接合部Ｗ２における接合強度の低下を抑制できる。

成形工程において、接合板材１１０は、ダイ１９２及びパンチ１９４との接触により冷却されることで、焼き入れが強化される。これにより、高強度のアウターピラー部材１２（図３参照）が形成される。このように、アウターピラー部材１２の製造では、接合工程後に成形工程が行われる。そのため、ピラー本体パネル２０の形状にピラー補強パネル３０の形状を沿わせるような成形性の向上を図ることができるとともに、プレス加工の工数を低減できる。

成形工程が終了すると、接合板材１１０の所定部に位置決め孔２８（図５及び図６参照）を形成する穿孔工程が行われる。位置決め孔２８は、第１板材１２０における第２板材１３０の開口部３４とオーバラップする部分に形成される。開口部３４は、準備工程において予め形成されているため、穿孔工程が行われるとき、第１板材１２０において位置決め孔２８が形成される部分は開口部３４を通して露出している。

そのため、穿孔工程では、第１板材１２０のみに対して穿孔加工を行えばよい。したがって、第１板材１２０と第２板材１３０が重なり合う部分に穿孔加工を行う場合に比べて、位置決め孔２８を簡単かつ精度よく形成できる。

［作用効果］
本実施形態によれば、図５に示すように、ピラー本体パネル２０の第１稜線部Ｒ２１の長さ方向の中間部から上端部に亘る領域、及び、第２稜線部Ｒ２２の略全長に亘る領域が、ピラー補強パネル３０によって補強される。そのため、アウターピラー部材１２の曲げ剛性を効果的に高めることができる。したがって、センターピラー１０からルーフサイドレール２への荷重伝達機能の向上、及び、ルーフクラッシュに対するセンターピラー１０の耐力向上を効果的に図ることができる。

また、図７に示すように、ピラー補強パネル３０の上端部は、第１稜線部Ｒ２１の第１湾曲部Ｒ２１ｂ（図６参照）に沿って設けられた第１上端補強部４１と、第２稜線部Ｒ２２の第２湾曲部Ｒ２２ｂ（図６参照）に沿って設けられた第２上端補強部４２とに分岐されている。

そのため、車体側方からセンターピラー１０に入力されて第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２を経由してセンターピラー１０の上端部に伝達される荷重を、センターピラー１０とルーフサイドレール２との連結部を挟んだ車体前方側と車体後方側とに効果的に分散させることができる。これにより、センターピラー１０とルーフサイドレール２との連結部への応力集中が緩和されることで、該連結部におけるルーフサイドレール２の変形を抑制できる。したがって、センターピラー１０からルーフサイドレール２を経由した車体各部への荷重分散機能の向上を図ることができる。

また、ピラー補強パネル３０における第１上端補強部４１の上端部と第２上端補強部４２の上端部とが架橋部４３を介して繋がっていることにより、アウターピラー部材１２の上端部の面剛性の向上を図ることができる。これにより、ルーフクラッシュに対するセンターピラー１０の耐力向上、及び、センターピラー１０からルーフサイドレール２への荷重伝達機能の向上をより効果的に図ることができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、ピラー本体パネル２０の外側にピラー補強パネル３０が重ねられる例を説明したが、本発明は、本体部材の内側に補強部材が重ねられる構成にも適用可能である。

以上のように、本発明によれば、本体パネルと補強パネルを備えた車両用ピラー部材の各種機能を効果的に発揮させることが可能となるから、この種のピラー部材を備えた自動車の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ 自動車
２ ルーフサイドレール
１０ センターピラー
１２ アウターピラー部材
２０ ピラー本体パネル
２１ 側面部
２８ 位置決め孔
３０ ピラー補強パネル
３４ 開口部
４０ メイン補強部
４１ 第１上端補強部
４２ 第２上端補強部
４３ 架橋部
１１０ 接合板材
１２０ 第１板材
１３０ 第２板材
１３１ 第１枝部
１３２ 第２枝部
Ｒ１ 第１稜線
Ｒ２ 第２稜線
Ｒ２１ 第１稜線部
Ｒ２１ａ 第１直線部
Ｒ２１ｂ 第１湾曲部
Ｒ２２ 第２稜線部
Ｒ２２ａ 第２直線部
Ｒ２２ｂ 第２湾曲部

Claims (6)

1. 車体側部において車体前後方向に延びるように配置されたルーフサイドレールと、該ルーフサイドレールから車体下方側に延びるように配置され、車体上下方向に連続する閉断面を形成するピラーとを備えた車両の側部車体構造であって、
   前記ピラーは、前記閉断面の少なくとも一部を構成し、上端部において前記ルーフサイドレールに接合された本体パネルと、該本体パネルの一部に重ね合わされて接合された補強パネルとを有するピラー部材を備え、
   前記本体パネルは、前記閉断面における車体幅方向外側の側面を構成するように車体上下方向に延びて、上端部において前記ルーフサイドレールに連結された側面部と、該側面部の前縁に沿って車体上下方向に延びる第１稜線部と、前記側面部の後縁に沿って車体上下方向に延びる第２稜線部とを備え、
   前記第１稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第１直線部と、該第１直線部の上端から前記第１稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体前上方側へ延びる第１湾曲部とを備え、
   前記第２稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第２直線部と、該第２直線部の上端から前記第２稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体後上方側へ延びる第２湾曲部とを備え、
   前記補強パネルは、前記本体パネルにおける前記第１直線部、前記第２直線部、及び前記第１直線部と前記第２直線部とを繋ぐ部分に沿って、前記側面部の長さ方向に延びるように配置されたメイン補強部と、該メイン補強部の上縁部から車体前上方側に向かって前記第１湾曲部に沿って延びるように配置された第１上端補強部と、前記メイン補強部の上縁部から車体後上方側に向かって前記第２湾曲部に沿って延びるように配置された第２上端補強部と、前記第１上端補強部の上端部と前記第２上端補強部の上端部とを繋ぐ架橋部とを備え、
   前記補強パネルには、前記第１上端補強部、前記第２上端補強部、及び前記架橋部で囲まれた開口部が形成されており、
   前記本体パネルの前記側面部には、車体に対する前記ピラー部材の組付作業に用いられる位置決め孔が設けられ、
   前記補強パネルは、前記位置決め孔が前記開口部を通して露出するように前記側面部に重ねられていることを特徴とする車両の側部車体構造。
2. 車体側部において車体前後方向に延びるように配置されたルーフサイドレールと、該ルーフサイドレールから車体下方側に延びるように配置され、車体上下方向に連続する閉断面を形成するピラーとを備えた車両の側部車体構造であって、
   前記ピラーは、前記閉断面の少なくとも一部を構成し、上端部において前記ルーフサイドレールに接合された本体パネルと、該本体パネルの一部に重ね合わされて接合された補強パネルとを有するピラー部材を備え、
   前記本体パネルは、前記閉断面における車体幅方向外側の側面を構成するように車体上下方向に延びて、上端部において前記ルーフサイドレールに連結された側面部と、該側面部の前縁に沿って車体上下方向に延びる第１稜線部と、前記側面部の後縁に沿って車体上下方向に延びる第２稜線部とを備え、
   前記第１稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第１直線部と、該第１直線部の上端から前記第１稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体前上方側へ延びる第１湾曲部とを備え、
   前記第２稜線部は、前記側面部の長さ方向に沿って直線状に延びる第２直線部と、該第２直線部の上端から前記第２稜線部の上端にかけて湾曲しながら車体後上方側へ延びる第２湾曲部とを備え、
   前記補強パネルは、前記本体パネルにおける前記第１直線部、前記第２直線部、及び前記第１直線部と前記第２直線部とを繋ぐ部分に沿って、前記側面部の長さ方向に延びるように配置されたメイン補強部と、該メイン補強部の上縁部から車体前上方側に向かって前記第１湾曲部に沿って延びるように配置された第１上端補強部と、前記メイン補強部の上縁部から車体後上方側に向かって前記第２湾曲部に沿って延びるように配置された第２上端補強部と、前記第１上端補強部の上端部と前記第２上端補強部の上端部とを繋ぐ架橋部とを備え、
   前記補強パネルには、前記第１上端補強部、前記第２上端補強部、及び前記架橋部で囲まれた開口部が形成されており、
   前記開口部は、前記架橋部の下縁に沿って車体前後方向に延びる上縁部と、該上縁部の前端部から車体下方側に向かって斜め後方に延びる前縁部と、前記上縁部の後端部から前記前縁部の下端部にかけて車体下方側に向かって斜め前方に延びる後縁部とを有する逆三角形状とされていることを特徴とする車両の側部車体構造。
3. 前記本体パネルの前記側面部には、車体に対する前記ピラー部材の組付作業に用いられる位置決め孔が設けられ、
   前記補強パネルは、前記位置決め孔が前記開口部を通して露出するように前記側面部に重ねられていることを特徴とする請求項２に記載の車両の側部車体構造。
4. 本体パネルの一部に補強パネルを接合してなるピラー部材を製造する車両用ピラー部材の製造方法であって、
   前記本体パネルの素材として、平坦な長尺の第１板材を準備し、前記補強パネルの素材として、長さ方向の一端側に、先端に向かって互いに離反するように分岐した第１枝部および第２枝部を有する平坦な長尺の第２板材を準備する準備工程と、
   前記第１板材の長さ方向一端部に前記第１枝部および前記第２枝部が重ねられるように、前記第１板材と前記第２板材を重ね合わせて相互に接合することで、接合板材を形成する接合工程と、
   前記接合板材の長さ方向に延びて前記第１枝部を通る第１稜線と、前記接合板材の長さ方向に延びて前記第２枝部を通る第２稜線とが形成されるように、前記接合板材をプレス成形して、所定形状の前記車両用ピラー部材を形成する成形工程と、を備えたことを特徴とする車両用ピラー部材の製造方法。
5. 前記成形工程の後、前記ピラー部材における前記本体パネルの所定部に、車体に対する前記ピラー部材の組付作業に用いられる位置決め孔を形成する穿孔工程を更に備え、
   前記準備工程では、前記第２板材における前記接合工程で前記所定部に重ね合わされる部分に、該所定部を露出させる開口部を形成しておくことを特徴とする請求項４に記載の車両用ピラー部材の製造方法。
6. 前記接合工程の後、前記成形工程の前に、前記接合板材を加熱する加熱工程を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車両用ピラー部材の製造方法。

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