JP2016117344A - 車両用センタピラー - Google Patents
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Abstract
【課題】衝撃発生時において予定通りの変形を生じさせることが可能な車両用センタピラーを提供する。【解決手段】センタピラー100は、TB材から形成され、ルーフレール102に接続される上側領域106aと、上側領域106aよりも板厚が薄くサイドシル104に接続される下側領域106bとを有するヒンジリンフォース106と、ヒンジリンフォース106の上側領域106aの車内側に接続されるインナパネル108と、ヒンジリンフォース106とサイドシル104とにわたって接続されたインナロアパネル114とを備える。インナロアパネル114は、ヒンジリンフォース106から車内側へ離間した中央領域118と、ヒンジリンフォース106の下側領域106bと上側領域106aとの境目であるTBライン112をまたいでヒンジリンフォース106に接続されたロアフランジ116a、116bとを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、車体側部の車両用センタピラーに関するものである。
一般的な車両用のセンタピラーは、複数のパネルを組み合わせて構成されていて、上方のルーフレールから下方のサイドレールにまでわたって内部に閉断面を有する立体的な形状になっている。例えば特許文献1に記載されたセンタピラーは、車外側のBピラーアウタリインフォースの上下方向の全体に車内側のBピラーインナパネルが接続し閉断面を形成している。特許文献1では特に、Bピラーアウタリインフォースのアッパ部とロア部との結合部の破断を防ぐよう構成されている。
車両に側面衝突が起こってセンタピラーに衝撃が加わると、センタピラーには不規則に屈曲するような変形が生じることがある。本願の発明者らは、乗員に対する安全性等の面から、不測の事態においてもなるべく規則的な、すなわち予定通りの変形を起こすセンタピラーについて検討を行った。例えば特許文献1のようにセンタピラーの上方から下方まで単に一定の閉断面を形成しただけでは、センタピラーに剛性を付与することはできても、上記のような予定通りの変形を起こすセンタピラーを具現化することは困難である。
本発明は、このような課題に鑑み、衝撃発生時において予定通りの変形を生じさせることが可能な車両用センタピラーを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用センタピラーの代表的な構成は、車体側部の車両用センタピラーにおいて、当該車両用センタピラーは、領域によって板厚が異なっているテーラードブランク材から形成されサイドドアのドアヒンジが取り付けられる上下方向に長尺なヒンジリンフォースであって、ルーフレールに接続される上側領域と、上側領域よりも板厚が薄くサイドシルに接続される下側領域とを有するヒンジリンフォースと、ヒンジリンフォースの上側領域に沿ってその車内側に接続され上側領域との間に閉断面を形成するインナパネルと、インナパネルの下方にてインナパネルとは間隔を空けてヒンジリンフォースとサイドシルとにわたって接続されたインナロアパネルとを備え、インナロアパネルは、車両前後方向の中央側に設けられヒンジリンフォースから車内側へ離間した中央領域と、中央領域の車両前後方向の両側に設けられヒンジリンフォースの下側領域と上側領域との境目である車両前後方向に沿ったテーラードブランクラインをまたいでヒンジリンフォースに接続されたロアフランジとを有することを特徴とする。
上記のテーラードブランク材(以下、TB材と称する)で製造されたヒンジリンフォースは、板厚の薄い下側領域でサイドシルに接続されているため、サイドシル付近にてあえて剛性が低めに設定されている。したがってヒンジリンフォースは、側面衝突等が起こった場合に、サイドシル付近にて予定通りの変形を起こしやすく、荷重を吸収しやすくなっている。そして上記構成では、ヒンジリンフォースの車内側に接続する部材が、上方のインナパネルと下方のインナロアパネルとに離間しているため、全体が一つの部材となっている場合に比べてヒンジリンフォースの変形を許容しやすくなっている。さらに、インナロアパネルがテーラードブランクライン(以下、TBラインと称する)をまたいで接続しているため、TBラインを破断から効率よく保護することが可能になっている。
当該車両用センタピラーはさらに、インナパネルの下方にてヒンジリンフォースの車内側に接続されヒンジリンフォースを介してドアヒンジが取り付けられる補強ブレースを備え、補強ブレースはヒンジリンフォースの車両前側に設けられて下方へ延びているブレース下端部を有してもよい。補強ブレースを備えることで、側面衝突時にサイドドアからドアヒンジへとかかる荷重を効率よく吸収することができる。
上記構成では、補強ブレースのブレース下端部がヒンジリンフォースの車両前側にて下方へ延びているため、ヒンジリンフォースは車両後側のほうが変形しやすくなる。具体的には、ヒンジリンフォースは、車両後側は車内側の前方へねじれるようにして衝撃を吸収することになる。この方向は、センタピラーが乗員側を向く方向でもあり、センタピラーに接続されたシートベルトの機能に影響を与え難いため好適である。
上記のヒンジリンフォースは、テーラードブランクラインの車両前側に設けられて上側領域から下側領域にわたって周囲の領域よりも車外側に一段突出している段差部を有し、下側領域は、段差部の下端に接する所定のラインで変形可能であってもよい。
上記の段差部という特徴的な形状をヒンジリンフォースに持たせることで、TBラインの車両前側にてヒンジリンフォースの剛性を高めることができる。そして、段差部がTBラインに交差していることで、TBラインを起点にしてヒンジリンフォースが屈曲することを防止できる。具体的には、ヒンジリンフォースの変形は、段差部の下端に応力が集中することで、この段差部に接する所定のラインを起点にして生じる。
上記インナロアパネルの中央領域の上端は、テーラードブランクラインよりも下に位置してもよい。この構成であれば、ヒンジリンフォースのTBライン付近には閉断面が形成されないため、TBラインから下方における変形を円滑に生じさせることができる。
本発明によれば、衝撃発生時において予定通りの変形を生じさせることが可能な車両用センタピラーを提供することが可能になる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、本発明の実施形態にかかる車両用センタピラーの概要を示す図である。図1は、車両用センタピラー(以下、センタピラー100)を車内側から見て例示している。センタピラー100は、車体のうち側部を構成する部位であって、Bピラーとも呼ばれる部位である。センタピラー100は、ルーフの側部にて車両前後方向に延びているルーフレール102と、フロアの側部にて車両前後方向に延びているサイドシル104とにわたって接続されている。図1に示すセンタピラー100は、車体の右側部のものであるが、その技術的思想は左側部のものにも応用可能である。
図2は、図1の車両用センタピラー100の分解図である。センタピラー100は、複数のパネル状の部材を組み合わせて構成されている。ヒンジリンフォース106(ヒンジピラーリアリンフォースとも称す)は、上下方向に延びた比較的大型の部材であって、ルーフレール102とサイドシル104とに接続される。ヒンジリンフォース106は、車外側(図2中奥側)に凸の横断面を有していて、車内側にはその長手方向に沿って凹部110が形成されていて、車外側からは不図示のリアサイドドアのドアヒンジが取り付けられる。
ヒンジリンフォース106は、領域によって板厚が異なっているテーラードブランク材(TB材)から形成されている。TB材は、異なる鋼板をつなぎ合わせてプレスすることによって製造された素材である。本実施形態におけるヒンジリンフォース106は、板厚の厚い上側領域106aと、上側領域106aよりも板厚の薄い下側領域106bとを有するよう製造されている。テーラードブランクライン(TBライン112)は、これら上側領域106aと下側領域106bとの境目であって、車両前後方向に沿って設けられている。
ヒンジリンフォース106は、板厚の厚い上側領域106aでルーフレール102に接続され、板厚の薄い下側領域106bでサイドシル104に接続される。これにより、ヒンジリンフォース106は根本側において変形が生じやすくなり、この変形によって走行時や衝突発生時のエネルギーを吸収することが可能になっている。
図2および図1では省略しているものの、車体の側部には、意匠面を構成する外板部材として、サイドボディアウタパネル109(図4参照)設けられる。サイドボディアウタパネル109は、フロントピラー付近から車体の後端付近にまで延びた大型の部材であり、前述したリアサイドドアのドアヒンジ(図示省略)は、車外側からサイドボディアウタパネル109を介してヒンジリンフォース106に取り付けられる。
インナパネル108(センタピラーインナパネルとも称す)は、ヒンジリンフォース106の上側領域106aに沿ってその車内側に接続される。インナパネル108は、ヒンジリンフォース106の上側領域106aとの間に閉断面を形成する。
補強ブレース120(ヒンジピラーリアロアブレースとも称す)は、ヒンジリンフォース106のうち、不図示のリアサイドドアのドアヒンジが取り付けられる箇所を補強する。補強ブレース120は、ヒンジリンフォース106の車内側においてインナパネル108の下方に設置される。補強ブレース120にはドアヒンジを取り付けるヒンジ取付部122が設けられていて、ヒンジリンフォース106を介してドアヒンジが締結等によって取り付けられる。
補強ブレース120には、ヒンジリンフォース106の車両前側にて下方へ延びているブレース下端部136が設けられている。ブレース下端部136は、ヒンジリンフォース106との接触面積を確保する部位であり、ヒンジリンフォース106にスポット溶接等によって溶接される。ブレース下端部136がヒンジリンフォース106の車両前側に接続してその剛性を高めていることによって、ヒンジリンフォース106は車両後側のほうが変形しやすくなる。その結果、ヒンジリンフォース106は車両後側のほうが変形しやすくなり、ヒンジリンフォース106は車両後側は車内側の前方へねじれるようにして衝撃を吸収することになる。この方向は、センタピラー100が乗員側を向く方向でもあり、センタピラー100に接続されたシートベルト(図示省略)の機能に影響を与え難いため好適である。
ブレース下端部136は、ヒンジ取付部122に車外側から荷重がかかった場合に、ヒンジリンフォース106を押す作用点としても機能する。補強ブレース120は、ヒンジ取付部122に車内側へ向かう大きな荷重がかかっても、ブレース下端部136によって車内側への移動を防ぐとともに、ヒンジリンフォース106の変形も抑えることができる。
インナロアパネル114(センタピラーインナロアパネルとも称す)は、ヒンジリンフォース106の根本付近を支える部材である。インナロアパネル114は、インナパネル108の下方にて、ヒンジリンフォース106の主に下側領域106bとサイドシル104とにわたって接続される。サイドシル104は、車外側のサイドシルストレングス104aと、車内側のサイドシルインナパネル104bとによって閉断面を形成した構造になっている。インナロアパネル114は、その下部がサイドシルストレングス104aとサイドシルインナパネル104bとの間に挟まれるようにして、設置される。
図3は、図1のインナロアパネル114付近の拡大図である。インナロアパネル114のうち、車両前後方向の中央の中央領域118は、ヒンジリンフォース106から車内側(図2中手前側)へ離間し、ヒンジリンフォース106との間に所定の空間を形成する。図4は、図3(a)のA−A断面図である。図4に示すように、この空間はシートベルトリトラクタ140を設置するリトラクタ収納部142として利用される。
図3(a)に示すように、インナロアパネル114は、中央領域118の車両前後方向の両側のロアフランジ116a、116bにて、ヒンジリンフォース106の車幅方向の両側のフランジ部107a、107bに接続される。前述したように、ヒンジリンフォース106は、板厚の薄い下側領域106bでサイドシル104に接続し、この下側領域106bにて変形を生じさせて走行時や衝突時のエネルギー吸収を行っている。インナロアパネル114は、上方のインナパネル108とは間隔を開けてヒンジリンフォース106に接続されているため、ヒンジリンフォース106の変形を許容することができる。
図3(b)は、図3(a)のサイドシル104を省略し、インナロアパネル114を透過させた図である。図3(b)に示すように、インナロアパネル114のロアフランジ116a、116bは、その上端付近にてヒンジリンフォース106のフランジ部107a、107bにおけるTBライン112をまたいで接続されている。TBライン112は、ヒンジリンフォース106の板厚の変化の境目でもあり、荷重が局所的に集中する場合がある。インナロアパネル114は、TBライン112をまたぐことで、TBライン112を破断から効率よく保護している。
ヒンジリンフォース106の凹部110のうち、サイドシル104近傍の車両前側には、周囲よりもさらに窪んだ段差部144が設けられている。図5は、図3(b)のB−B断面図である。図5に示すように、段差部144は、凹部110からさらに車外側(図5中上側)に一段突出している。
図3(b)に示すように、段差部144は、TBライン112の車両前側を上側領域から下側領域にわたって設けられている。この段差部144が存在する箇所は断面二次モーメントが大きくなるため、剛性が形状的に高められる。このように、段差部144という特徴的な形状をTBライン112に交差するようにヒンジフィンフォース106に持たせることで、TBライン112を起点にしたヒンジリンフォース106の屈曲を防止することができる。
段差部144は、ヒンジリンフォース106に予定通りの変形を生じさせる効果がある。例えば、段差部144が設けられていることで、応力は段差部144の下端146に集中する。そのため、下側領域106bの変形は、段差部144の下端146と、例えば凹部110の形状が終了している形状変化部111とを結んだ仮想的なラインL1を起点にして生じる。このラインL1で変形が起こることで、TBライン112を起点にした屈曲を避け、TBライン112の破断を防止することができる。
図4に示すように、インナロアパネル114の中央領域118の上端は、TBライン112よりも下に位置している。すなわち、ヒンジリンフォース106のTBラインの付近は閉断面が形成されていない。この構成であれば、ヒンジリンフォース106のTBラインから下方における変形を円滑に生じさせることが可能になる。
以上のよう、TB材で製造されたヒンジリンフォース106は、板厚の薄い下側領域106bでサイドシル104に接続されているため、サイドシル104付近にてあえて剛性が低めに設定されている。したがってヒンジリンフォース106は、側面衝突等が起こった場合に、サイドシル104付近にて予定通りの変形を起こしやすく、荷重を吸収しやすくなっている。また、ヒンジリンフォース106の車内側に接続する部材が、上方のインナパネル108と下方のインナロアパネル114とに間隔を空けて分かれているため、全体が一つの部材となっている場合に比べてヒンジリンフォース106の変形を許容しやすくなっている。さらに、インナロアパネル114のロアフランジ116が、TBライン112をまたぐようにヒンジリンフォース106のフランジ部107a、107bに接続しているため、TBライン112を破断から効率よく保護することが可能になっている。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、車体側部の車両用センタピラーに利用することができる。
100…センタピラー、102…ルーフレール、104…サイドシル、104a…サイドシルストレングス、104b…サイドシルインナパネル、106…ヒンジリンフォース、106a…上側領域、106b…下側領域、107a、107b…フランジ部、108…インナパネル、109…サイドボディアウタパネル、110…凹部、111…形状変化部、112…TBライン、114…インナロアパネル、116a、116b…ロアフランジ、118…中央領域、120…補強ブレース、122…ヒンジ取付部、136…ブレース下端部、140…シートベルトリトラクタ、142…リトラクタ収納部、144…段差部、146…段差部の下端
Claims (4)
- 車体側部の車両用センタピラーにおいて、当該車両用センタピラーは、
領域によって板厚が異なっているテーラードブランク材から形成されサイドドアのドアヒンジが取り付けられる上下方向に長尺なヒンジリンフォースであって、ルーフレールに接続される上側領域と、該上側領域よりも板厚が薄くサイドシルに接続される下側領域とを有するヒンジリンフォースと、
前記ヒンジリンフォースの前記上側領域に沿ってその車内側に接続され該上側領域との間に閉断面を形成するインナパネルと、
前記インナパネルの下方にて該インナパネルとは間隔を空けて前記ヒンジリンフォースと前記サイドシルとにわたって接続されたインナロアパネルとを備え、
前記インナロアパネルは、
車両前後方向の中央側に設けられ前記ヒンジリンフォースから車内側へ離間した中央領域と、
前記中央領域の車両前後方向の両側に設けられ前記ヒンジリンフォースの前記下側領域と前記上側領域との境目である車両前後方向に沿ったテーラードブランクラインをまたいで該ヒンジリンフォースに接続されたロアフランジとを有することを特徴とする車両用センタピラー。 - 当該車両用センタピラーはさらに、前記インナパネルの下方にて前記ヒンジリンフォースの車内側に接続され該ヒンジリンフォースを介して前記ドアヒンジが取り付けられる補強ブレースを備え、
前記補強ブレースは前記ヒンジリンフォースの車両前側に設けられて下方へ延びているブレース下端部を有することを特徴とする請求項1に記載の車両用センタピラー。 - 前記ヒンジリンフォースは、前記テーラードブランクラインの車両前側に設けられて前記上側領域から前記下側領域にわたって周囲の領域よりも車外側に一段突出している段差部を有し、
前記下側領域は、前記段差部の下端に接する所定のラインで変形可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用センタピラー。 - 前記インナロアパネルの中央領域の上端は、前記テーラードブランクラインよりも下に位置することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用センタピラー。
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