JP6710657B2 - 車両用センターピラー - Google Patents

Description

本発明は車両用センターピラーに関するものである。

車両の車体を構成するピラー等の構造部材は、衝突時に受ける様々な力に対しできる限り耐えられる必要がある。通常閉断面構造を有しているセンターピラーは、一方向から圧縮を受ければ別の方向に引っ張りが生じ、断面が様々なモードで変形する可能性がある。例えば、特開２０１６−０４３７８０号公報には、衝突による荷重を効率よく吸収できるピラーが開示されている。

特開２０１６−０４３７８０号公報

特定の方向の引張や圧縮に対する強度や剛性を高めるには、その方向に延びる補強部材を閉断面の内部や外部に適用することが考えられる。しかし、上記の特開２０１６−０４３７８０号公報に記載されているピラーは閉断面を成す周壁に対して一体となった隔壁を有しており、製造が困難である。本発明が解決しようとする課題のひとつは、容易に製造でき断面内の様々な方向の圧縮と引張に強いピラーを得ることにある。

本発明のひとつの態様は、車両用センターピラーであって、２つの溝部とこの溝部を繋ぐ中間部とを有する内側部材と、縦壁部と底部を有する溝形断面の外側部材とがあって、この内側部材と外側部材が互いに接合されて閉断面構造を形成している。閉断面構造の側壁から内側部材の中間部まで概して車両の前後方向に直線的に延びる第一部分と、内側部材の中間部から外側部材の底部まで直線的に延びる第二部分とを有する補強部材が設けられている。この補強部材の第一部分が内側部材の中間部に溶接されている。

ひとつの実施例として、補強部材の第二部分が一対で設けられており、この一対の第二部分が接続部で繋がっており、この補強部材の接続部が外側部材の底部に溶接されている。

ひとつの実施例として、内側部材の中間部の中心よりも中間部と溝部との稜線に近い箇所で補強部材の第一部分が内側部材に溶接されている。

ひとつの実施例として、補強部材の第一部分と第二部分が一体に形成されている。

ひとつの実施例として、補強部材の第二部分が第一部分に対して実質垂直になっている。

実施例によっては、ピラーの閉断面内に縦横に張られた補強部材を設けることによって、衝突を受けたときに断面が縦横に圧縮されたり引っ張られたりして崩れるのを抑制することができる。

ピラー全長に対する補強部材の適用領域を説明するためのセンターピラーの全体図である。 本発明のひとつの実施例としてのセンターピラーの断面図である。 別の実施例としてのセンターピラーの断面図である。 さらに別の実施例としてのセンターピラーの断面図である。 さらに別の実施例としてのセンターピラーの断面図である。 さらに別の実施例としてのセンターピラーの断面図である。 従来の三部材構成のセンターピラーの分解図である。

以下、本発明の各種実施例について図面を参照しながら説明する。なお各図において類似の部分には類似の符号を付している。図１は車両の外側から見たときの本発明の実施例としてのセンターピラー１０（Ｂピラー）を示している。センターピラー１０は主に、外側部材２０と、内側部材３０（図２参照）と、これらの間に配置される補強部材４０とによって構成される。図７はこれと同様に外側部材５２０と内側部材５３０と補強部材５４０を含む従来の典型的なセンターピラー５１０を分解して示している。なお、補強部材は一般にヒンジリインフォースと呼ばれる部材であってもよい。本発明の実施例では、補強部材４０は、センターピラー１０の全長にわたって存在する必要はなく、強度や剛性が必要な箇所だけに設けることができる。図７に示す従来のセンターピラー５１０からわかるように、通常センターピラーは上部が車両の内側に反っている。側突時にセンターピラーの下部に荷重を受けると上部に曲げモーメントが生じて反りが戻され、最終的には上部で内側に折れて乗員の生存空間が侵される可能性がある。ひとつの実施例として、図１に示すように、センターピラー１０の反った上部１０ａのみに補強部材４０を設ければ、このような側突時の上部の折れを抑制することができる。図示しないが、外側部材２０の外側にはさらに、主に外観を提供する側面パネル部材が被せられる。

図２〜６は様々な実施例としてのセンターピラー１０、１１０、２１０、３１０、４１０の長手方向に垂直な断面を示している。図２に示すように、外側部材２０は概して溝形断面を有するものであり、概して左右の縦壁部２２、２８と底部２５を有する。内側部材３０は２つの溝部３３、３７とこれらを繋ぐ中間部３５とを含む。中間部３５はセンターピラー１０の長手方向に沿った反りを除いて概して平面的とする。内側部材３０と外側部材２０とを向かい合わせに（開いた側を合わせるように）結合することで閉断面構造を形成し、センターピラー１０の基本的な強度と剛性を得る。したがって、外側部材２０の縦壁部２２、２８と内側部材３０の溝部３３、３７の壁部３３ａ、３７ａによって閉断面構造の側壁が構成されると考えることができる。外側部材２０と内側部材３０はそれぞれ両縁にフランジ２１、２９とフランジ３１、３９を有するものとし、このフランジで互いに溶接することができる。この場合、外側部材２０はフランジ付き溝形断面、すなわちハット断面を有するものであると言える。しかし、図示しない別の実施例として、外側部材２０と内側部材３０の一方または両方は何らフランジを有さないものでもよい。実施例によっては、外側部材２０の厚さは内側部材３０の厚さよりも厚くすることができる。

図２に示すように、補強部材４０は、閉断面構造の側壁から内側部材３０の中央の中間部３５まで延びる一対の第一部分４３、４７を有する。センターピラー１０を車体に取り付けた際に、この第一部分４３、４７は車両の前後方向に延びるため、前後方向部分とも呼べる。また補強部材４０は、内側部材３０の中間部３５から外側部材２０の底部２５まで延びる一対の第二部分４４、４６を有する。センターピラー１０を車体に取り付けた際に、この第二部分４４、４６は概して車両の幅方向に延びるため、幅方向部分とも呼べる。車両が側面に衝突を受けるとセンターピラー１０には複雑な力が掛かり、断面の変形の仕方は長手方向の各部位によって様々となる。一般的に言うと、車両の幅方向に圧縮を受ければ前後方向に引っ張りが生じ、逆に幅方向に引張を受ければ前後方向に圧縮が生じると言える。上記の第一部分４３、４７と第二部分４４、４６を備えた補強部材４０によって、側突時の前後方向と幅方向の引張や圧縮に対して剛性や強度を高めることができる。好ましい実施例として、図２に示すように、第二部分４４、４６は第一部分４３、４７の内側の端から連続して形成され、一対の第二部分４４、４６の端どうしは中央の接続部４５によって接続される。また、好ましい実施例として、補強部材４０は、第一部分４３、４７の外側の端で外側部材２０と内側部材３０の片方か両方に溶接され、第一部分４３、４７の内側の端で内側部材３０の中間部３５に溶接され、中央の接続部４５で外側部材２０の底部２５に溶接される。

センターピラー１０を構成する各部材は、通常、鋼鈑などの金属板に適切なプレス成形を施すことによって製造できるが、この製造方法に限定しない。補強部材４０は製造コストを考えて外側部材２０や内側部材３０とは別体の部品とするのが良い。補強部材４０自体は一枚の鋼鈑から成形し上記の第一部分４３、４７、第二部分４４、４６、接続部４５を全て含む一体の部品であることが好ましいが、実施例によっては複数の別体の部品を組み合わせて構成することもできる。例えば、上記の接続部４５の中央で両半分を別体にしたり、あるいは第二部分４４、４６を第一部分４３、４７から別体にして一対の第一部分４３、４７を連結して一部品にしたりすることもできる。

図２に示すように、補強部材４０の第一部分４３、４７は、内側部材３０の中間部３５の幅の中心３５ａよりも中間部３５と溝部３３、３７との稜線３４、３６に近い箇所で内側部材３０に溶接するのが好ましい。こうすることで、センターピラー１０に対して車両の幅方向に加わる力に対して補強部材４０の第二部分４４、４６を内側部材３０の稜線３４、３６で支えることができ、第二部分４４、４６による補強効果を高めることができる。

図２に示すように、補強部材４０の第二部分４４、４６は第一部分４３、４７に垂直な方向に対してある程度傾斜していてもよい。別の実施例として、図３に示すように、第二部分１４４、１４６は第一部分１４３、１４７に対して垂直であってもよい。第二部分は傾斜していた方が補強部材の成形が容易になるが、垂直にしたほうが車両の幅方向に掛かる引張や圧縮に対する強度が増す。

図２に示すように、補強部材４０の第二部分４４、４６は外側部材２０の底部２５に対して１箇所で溶接すればよい。しかし、別の実施例として、図３に示すように補強部材１４０の第二部分１４４、１４６を外側部材１２０の底部１２５に対して２箇所で溶接することも、あるいは３箇所以上で溶接することもできる。特に、図３のように補強部材１４０の中央の接続部１４５の幅が比較的広い場合にはその両端１４５ａ、１４５ｂ寄りで溶接するのが好ましい。

図２に示すように、補強部材４０の両端は内側部材３０と外側部材２０に対し三枚重ねで同時に溶接することができる。この場合、補強部材４０の端は内側部材３０のフランジ３１、３９と外側部材２０のフランジ２１、２９の間に挟まれる。別の実施例として、図５、６に示すように、内側部材３３０、４３０と補強部材３４０、４４０をそれぞれ別の箇所で外側部材３２０、４２０に溶接することもできる。この場合、例えば図５のように補強部材３４０の第一部分３４３、３４７の端に折り曲げ部３４２、３４８を設け、そこで外側部材３２０の壁に溶接してもよい。あるいは、図６のように内側部材４３０を外側部材４２０のフランジ４２１、４２９の先端４２１ａ、４２９ａ寄りに、補強部材４４０を基端４２１ｂ、４２９ｂ寄りに溶接してもよい。

図２に示すように、外側部材２０の底部２５は平面的にすればよい。しかし図４に示すように底部２２５の中央に補強部材４０に向かって張り出した溝部２２６を設けてもよい。このような実施例では、補強部材２４０は接続部２４５で例えば外側部材２２０の溝部２２６の底に溶接すればよい。

部材どうしの接合は当業者が適切と考えるいかなる溶接方法によってもよい。しかし実施例によっては、複数の溶接方法を組み合わせて行う必要があることもある。例えば図２に示すような実施例であれば、補強部材４０を外側部材２０の底部２５にスポット溶接してから、補強部材４０と外側部材２０の端に内側部材３０のフランジ３１、３９を重ねてスポット溶接するとともに、補強部材４０に内側部材３０をレーザー溶接するとよい。なお、図２〜６の各断面図にある複数のＸ印は溶接個所を表すためのものであって、必ずしも同一の断面内にそれらの溶接部がすべて含まれることを意味しない。

当業者であれば、図２〜６に示した断面形状があくまで概形を表しており必要に応じて各部の寸法比や角度を変えることができるということは理解できるはずである。また断面形状はセンターピラー１０の長手方向に沿って連続的に変形させることができ、例えば末端では必要に応じて大幅に異なる形状としても良い。また、平面的であると説明した領域や直線的に描いた区間にも必要に応じて部分的に様々な起伏や開口を設けることができる。なお、センターピラー１０には、上述の補強部材４０の他にも、必要に応じて剛性や強度を増強するための補助的な補強部材や他の部品を取り付けるためのブラケットなどを含めることもできる。

以上、本発明の実施例を具体的な形態に触れつつ説明したが、当業者であれば本発明の目的を逸脱することなく様々な置換、改良、変更を施すことが可能である。

１０ センターピラー
２０ 外側部材
２２、２８ 縦壁部
２５ 底部
３０ 内側部材
３３、３７ 溝部
３５ 中間部
４０ 補強部材
４３、４７ 第一部分
４４、４６ 第二部分
４５ 接続部

Claims (6)

1. 車両用センターピラーであって、
   ２つの溝部と、この２つの前記溝部の互いに対向する内側壁部の端縁部を繋ぐ中間部と、この２つの前記溝部のそれぞれの外側壁部の端縁部から車両の前後方向に前記中間部に対して同一面上に延びる一対の第１フランジ部と、を有する内側部材と、
   互いに対向する一対の縦壁部と、一対の前記縦壁部の車幅方向外側の端縁部を接続する底部と、一対の前記縦壁部の車幅方向内側の端縁部から車両の前後方向に延びる一対の第２フランジ部と、を有するハット断面の外側部材と、
   前記内側部材の一対の前記第１フランジ部から前記中間部まで概して車両の前後方向に直線的に延びる板状の一対の第一部分と、前記中間部上の一対の前記第一部分の各端縁部から前記外側部材の前記底部まで直線的に延びる一対の第二部分と、を有する補強部材と、
   があって、
   前記補強部材の一対の前記第一部分の車両の前後方向外側の各端部を、前記内側部材の一対の前記第１フランジ部と前記外側部材の一対の前記第２フランジ部との間に挟んで三枚重ねで互いに接合されて閉断面構造を形成しており、
   前記補強部材の一対の前記第一部分がそれぞれ前記内側部材の前記中間部に溶接されている、車両用センターピラー。
2. 車両用センターピラーであって、
   ２つの溝部と、この２つの前記溝部の互いに対向する内側壁部の端縁部を繋ぐ中間部と、この２つの前記溝部のそれぞれの外側壁部の端縁部から車両の前後方向に前記中間部に対して同一面上に延びる一対の第１フランジ部と、を有する内側部材と、
   互いに対向する一対の縦壁部と、一対の前記縦壁部の車幅方向外側の端縁部を接続する底部と、一対の前記縦壁部の車幅方向内側の端縁部から車両の前後方向に延びる一対の第２フランジ部と、を有するハット断面の外側部材と、
   前記内側部材の前記中間部から前記外側部材の一対の前記縦壁部の車幅方向内側の端縁部まで概して車両の前後方向に直線的に延びる板状の一対の第一部分と、前記中間部上の一対の前記第一部分の各端縁部から前記外側部材の前記底部まで直線的に延びる一対の第二部分と、を有する補強部材と、
   があって、
   前記内側部材の一対の前記第１フランジ部と前記外側部材の一対の前記第２フランジ部とが互いに接合されて閉断面構造を形成しており、
   前記補強部材の一対の前記第一部分がそれぞれ前記内側部材の前記中間部に溶接されると共に、前記補強部材の一対の前記第一部分の車両の前後方向外側の各端部が、前記外側部材の一対の前記第２フランジ部の基端部又は前記外側部材の一対の前記縦壁部の基端部にそれぞれ接合されている、車両用センターピラー。
3. 請求項１または２の車両用センターピラーであって、前記補強部材の一対の前記第二部分の端縁部が接続部で繋がっており、前記補強部材の前記接続部が前記外側部材の前記底部に溶接されている、車両用センターピラー。
4. 請求項１から３のいずれかの車両用センターピラーであって、前記内側部材の前記中間部の中心よりも前記中間部と前記溝部とで形成される稜線に近い箇所で、前記補強部材の一対の前記第一部分が前記内側部材の前記中間部に溶接されている、車両用センターピラー。
5. 請求項１から４のいずれかの車両用センターピラーであって、前記補強部材の前記第一部分と前記第二部分が一体に形成されている、車両用センターピラー。
6. 請求項１から５のいずれかの車両用センターピラーであって、前記補強部材の前記第二部分が前記第一部分に対して実質垂直になっている、車両用センターピラー。

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