JP2016117344A - 車両用センタピラー - Google Patents

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。

特開２００８−２５４５９５号公報

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。

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の車両用センタピラーの分解図である。 図１のインナロアパネル付近の拡大図である。 図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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