JP2007062453A - 自動車のピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 側面部の強度が向上された自動車のピラー構造を得る。
【解決手段】 ピラー本体１８を構成するアウタ２２の前面部２４と第１ピラーリインフォース２８の第２前面部３２の間には高強度部材３６が配置される。同様に、アウタ２２の後面部２６と第１ピラーリインフォース２８の第２後面部３４の間にも、高強度部材３８が配置される。高強度部材３６、３８は、平行な２枚の平行板４０と、これら平行板４０の間で平行板４０どうしを連結する連結部材４２とで構成されており、面外変形の強度が高くなっている。これにより、前面部２４及び後面部２６の座屈強度が向上し、ピラーー全体の曲げ強度も向上する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のピラー構造に関する。

自動車のピラーでは、外力による変形を抑制するために、各種の構造が提案されている。たとえば特許文献１では、センターピラー内に、アウタリインフォースとインナリインフォースとで構成されたセンターピラー補強部材を備えたセンターピラー構造が開示されている。

ところで、実際の自動車のピラー構造においては、ピラー本体の側面部の強度をさらに向上させることが望まれている。
特開平４−２９７３７８号公報

本発明は上記事実を考慮し、側面部の強度が向上された自動車のピラー構造を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、車体の一部を成し、車体の前方又は後方に向かって対向する成分を持つ側面部を備えたピラー本体と、前記側面部よりも高強度とされ側面部に沿って配置された高強度部材と、を有することを特徴とする。

このように、ピラー本体の側面部よりも高強度とされた高強度部材を側面部に沿って配置することで、ピラー全体として、側面部の強度を向上させることができる。たとえば、ピラー本体の側面部と同程度の強度を有する部材を側面部に沿って配置した構成と比較して、ピラー全体での側面部の強度はより高くなる。

なお、側面部に関する「車体の前方又は後方に向かって対向する成分を持つ」とは、対象としている面が、完全に車幅方向に向いているものを除くが、たとえばこの面が（たとえ僅かであっても）傾斜して前方側あるいは後方側に向いているような面であれば含まれる趣旨である。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ピラー本体内に配置され、前記側面部と対面する側面部を備えたリインフォースメント、をさらに備えていることを特徴とする。

側面部と平行な第２側面部を備えたリインフォースメントをピラー本体内に配置することで、ピラー全体での側面部の強度をより高めることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記高強度部材が、前記側面部と前記第２側面部の間に配置されていることを特徴とする。

このように高強度部材を側面部と第２側面部の間に配置することで、これら３つの部材によって、ピラー全体の側面部を効果的に補強できる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記高強度部材が、前記側面部と前記第２側面部とに挟み込まれていることを特徴とする。

高強度部材を側面部と第２側面部とで挟み込むことで、強固な接着等によることなく、高強度部材を固定することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記高強度部材が、前記側面部と平行に配置される複数の平行板と、前記平行板の間で平行板どうしを連結する連結部材と、を含んで構成されていることを特徴とする。

このような構造の高強度部材では、平行板どうしを連結する連結部材が、平行板の法線方向の成分を持つことになる。このため、高強度部材は、より面内変形しやすくなる。すなわち、ピラーの側面の座屈強度が向上するので、ピラー全体の曲げ強度が向上する。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記連結部材が、２枚の前記平行板の間で平行板の法線方向の成分を持つように形成されていることを特徴とする。

このように、連結部材を平行板の法線方向の成分を持つように形成することで、簡単な構成で平行板を連結でき、しかも高強度部材の面外強度も確実に高めることができる。

本発明は上記構成としたので、側面部の強度が向上された自動車のピラー構造を得ることができる。

図１には、本発明の一実施形態に係る自動車のピラー構造（以下、単に「ピラー構造」という）１４が採用された自動車の車体１２が部分的に示されている。また、図２には、このピラー構造１４を有するピラー１６が断面にて示されている。なお、本実施形態では、特にセンターピラーを採り上げて説明するが、本発明を適用可能なピラーとしてはセンターピラーに限定されない。以下、図面において車両前方を矢印ＦＲで、上方を矢印ＵＰで、車幅方向外側を矢印ＯＵＴでそれぞれ示す。

ピラー１６は、車室内側に配置されるインナ２０と、車室外側に配置されるアウタ２２の２部材を接合することで構成されたピラー本体１８を有している。図２に示した例では、インナ２０は略平板状に形成され、アウタ２２は車幅方向外側に凸となる断面略Ｕ字状に形成されている。そして、接合状態で、略台形状の中空断面を有するピラー本体１８となる。アウタ２２の一部によって、車両前方側に向かって斜めに対向する前面部２４と、車両後方側に向かって斜めに対向する後面部２６が構成されている。

ピラー１６内には、第１ピラーリインフォース２８が配置されている。第１ピラーリインフォース２８は、アウタ２２の内側に沿って配置されるように断面略Ｕ字状に形成されており、車両前後方向の両端部３０がアウタ２２とインナ２０との間に挟持されている。また、第１ピラーリインフォース２８の一部によって、アウタ２２の前面部２４と平行に対面する第２前面部３２と、同じくアウタ２２の後面部２６と平行に対面する第２後面部３４とが構成されている。

前面部２４と第２前面部３２の間には、高強度部材３６が配置されて、前面部２４と第２前面部３２とに挟持されている。同様に、後面部２６と第２後面部３４の間にも、高強度部材３８が配置され、後面部２６と第２後面部３４とに挟持されている。

高強度部材３６、３８は、平行な２枚の平行板４０と、これら平行板４０の間で平行板４０どうしを連結する連結部材４２とで構成されている。本実施形態では特に、連結部材４２を、図２に示す断面で見て柵状（連結部材４２は、全体としては、平行板４０の法線方向に見てたとえば格子状あるいはハニカム状）とされている。そして、高強度部材３６を配置したことで、前面部２４及び後面部２６がそれぞれ補強されていることになる。

次に、本実施形態のピラー構造１４の作用を説明する。

本実施形態のピラー構造１４では、上記したように、高強度部材３６、３８が配置されることで、前面部２４及び後面部２６がそれぞれ補強されており、ピラー１６の側面部１６Ａ、１６Ｂの座屈強度が効果的に向上されている。

ここで、前面部２４や後面部２６（さらには、一般的な鋼板等）を考えると、その面外変形よりも面内変形のほうが、耐強度が高い。ここで、「面外変形」とは、板状物が、その面（厳密には、板状物を周囲に延長した面）からはみ出して変形することを言い、「面内変形」とは、その面の内部に留まって変形することをいう。

そして、本実施形態に係る高強度部材３６、３８では、上記のように、連結部材４２が平行板４０の法線方向の成分を持っているため、平行板４０単独の場合と比較して、特に、面外変形の強度が高くなっている。したがって、高強度部材３６、３８に外力が作用した場合に、このように面外変形の強度が向上されていない構成と比較して、面内変形を発生させるように外力を作用させることができる。しかし、面内変形の強度は、本来的に高いので、高強度部材３６、３８の全体的な強度が高められていることになる。

このように、面外強度が高められた高強度部材３６、３８を前面部２４及び後面部２６に沿って配置することで、ピラー１６の側面部１６Ａ、１６Ｂの座屈強度（対座屈荷重）も向上している。そしてこれにより、ピラー１６の曲げ強度も向上している。

高強度部材３６を前面部２４あるいは後面部２６に沿って取り付けるための構成は特に限定されず、たとえば、前面部２４や後面部２６に対する溶接（スポット溶接、アーク溶接、レーザ溶接など、その種類は限定されない）の他に、接着剤による接着等を挙げることができる。特に、上記のように、高強度部材３６を前面部２４と第２前面部３２の間、及び後面部２６を第２後面部３４の間で挟持すれば、強固な溶接や接着を行う必要がなくなるので、好ましい。溶接や接着に代えて、たとえば発泡の充填材を使用して接合することも可能となる。

図２には、本発明の第２実施形態のピラー構造５４が適用されたピラー５６が断面図にて示されている。以下の各実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、上下方向で断面形状が複雑に変化するタイプのピラー本体５８を適用対象としている。このように断面形状が複雑に変化するピラー５６では、前面部６４及び後面部６６の形状も複雑に変化しているため、これに合わせて高強度部材を成形すると、多くのコストを要するおそれがある。

そこで、第２実施形態では、インナ６０とアウタ６２の間に配置する第１ピラーリインフォース６８について、その第２前面部７２をアウタ６２の前面部６４から離れた位置（前面部２４が複雑に形状変化しても、その変化に影響されることなく単純な形状、たとえば略平面にできる位置）に配置している。同様に、第２後面部７４も、アウタ６２の後面部６６から離れた位置に配置している。

そして、第２実施形態に係る高強度部材７６、７８を、このように略平面状に形成された第２前面部６４及び第２後面部６６に沿って配置することで、高強度部材７６、７８を複雑な形状に成形することなく、略平面状に成形できるので、低コストとなる。

しかも、高強度部材７６、７８をあらかじめ変形させることなく略平面状としているので、本来の座屈強度を発揮させることができる。より効果的に高強度部材７６、７８の面内変形を利用して、ピラー５６の側面部５６Ａ、５６Ｂの座屈強度を向上させることができるので、ピラー５６の曲げ変形に対しても、曲げ強度を向上させることができる。

このように、高強度部材の配設位置としては、ピラーの前側面部あるいは後側面部に沿った位置であれば特に限定されない。第１実施形態のように、高強度部材３６、３８をそれぞれ前面部２４と第２前面部３２の間、及び後面部２６と第２後側面部の間に配置した構成では、前面部２４と第２前面部３２と高強度部材３６の３つの部材で、及び後面部２６と第２後面部３４と高強度部材３８の３つの部材で、ピラー１６全体での側面部を効果的に補強できる。

また、高強度部材の具体的構成も、上記したものに限定されず、ようするに、ピラー本体の側面部（前側面部及び後側面部）よりも高強度とされていれば、ピラーの曲げ強度を向上させることができる。図５に示す第１実施形態の変形例のピラー構造１１４では、高強度部材１１６、１１８として、第１実施形態と同構成の２枚の平行板４０を、波状に形成された連結部材１２０で連結する構造としており、段ボール状の断面（平行板４０がライナに、連結部材１２０が中しんにそれぞれ相当）となっている。このような高強度部材１１６、１１８であっても、連結部材１２０が平行板４０の法線方向の成分をもっているので、面外変形の強度が高くなり、本発明に適用できる。ただし、第１実施形態に示した断面視にて柵状の連結部材４２を備えたものでは、簡単な構成で平行板４０を連結でき、しかも高強度部材の面外強度も確実に高めることができる。

本発明のピラー構造が適用されるピラーを備えた車体を部分的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態のピラー構造が適用されたピラーを示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態のピラー構造が適用されたピラーを示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例のピラー構造が適用されたピラーを示す概略断面図である。

符号の説明

１２ 車体
１４ ピラー構造
１６ ピラー
１８ ピラー本体
２４ 前面部（側面部）
２６ 後面部（側面部）
２８ 第１ピラーリインフォース
３２ 第２前面部（第２側面部）
３４ 第２後面部（第２側面部）
３６ 高強度部材
３８ 高強度部材
４０ 平行板
４２ 連結部材
５４ ピラー構造
５６ ピラー
５８ ピラー本体
６４ 前面部（側面部）
６６ 後面部（側面部）
６８ 第１ピラーリインフォース
７２ 第２前面部（第２側面部）
７４ 第２後面部（第２側面部）
７６ 高強度部材
７８ 高強度部材
１１４ ピラー構造
１１６ 高強度部材
１１８ 高強度部材
１２０ 連結部材

Claims (6)

1. 車体の一部を成し、車体の前方又は後方に向かって対向する成分を持つ側面部を備えたピラー本体と、
   前記側面部よりも高強度とされ側面部に沿って配置された高強度部材と、
   を有することを特徴とする自動車のピラー構造。
2. 前記ピラー本体内に配置され、前記側面部と対面する側面部を備えたリインフォースメント、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動車のピラー構造。
3. 前記高強度部材が、前記側面部と前記第２側面部の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車のピラー構造。
4. 前記高強度部材が、前記側面部と前記第２側面部とに挟み込まれていることを特徴とする請求項３に記載の自動車のピラー構造。
5. 前記高強度部材が、
   前記側面部と平行に配置される複数の平行板と、
   前記平行板の間で平行板どうしを連結する連結部材と、
   を含んで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の自動車のピラー構造。
6. 前記連結部材が、２枚の前記平行板の間で平行板の法線方向の成分を持つように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の自動車のピラー構造。

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