JP5985413B2

JP5985413B2 - ピラーの補強装置

Info

Publication number: JP5985413B2
Application number: JP2013029755A
Authority: JP
Inventors: 哲也浅河
Original assignee: Nissan Motor Light Truck Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Light Truck Co Ltd
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2033-02-19
Also published as: WO2014129056A1; JP2014159187A

Description

本発明は、ピラーの補強装置に関する。

自動車において、ホワイトボディの一部であるフロントピラーは、車体の強度を確保する重要な構造部材である。しかし、フロントピラーの強度を確保するために、フロントピラーの横断面を大きくすると、運転者の死角が広がってしまう。このため、特表２００３−５２２０７５公報（特許文献１）に記載されるように、フロントピラーの内部空間に発泡剤を充填することで、フロントピラーの強度を向上させる補強装置が提案されている。

特表２００３−５２２０７５号公報

しかしながら、特許文献１で提案された補強装置は、補強箇所の断面形状に適合したフレーム（骨組み）に発泡体を貼り付けたものであるので、フロントピラーの断面形状が多少異なると、共通した補強装置を使用することができない。このため、補強箇所の断面形状に適合した、多様な補強装置を用意しなければならず、例えば、補強装置の管理などが煩雑となるおそれがあった。なお、自動車の補強箇所として、フロントピラーに限らず、例えば、センターピラー、リヤピラーなど他のピラーにおいても同様な問題が発生する。

そこで、本発明は、できるだけ構成部品を共通化した、ピラーの補強装置を提供することを目的とする。

本発明に係るピラーの補強装置は、自動車のピラーの内部空間の長手方向に所定間隔ごとに平行配置される複数の横部材、及び、ピラーの内部空間の長手方向に延び、複数の横部材を連結する縦部材を含むフレームと、隣接する２つの横部材の間に配置される発泡体と、を含む。ここで、縦部材は、ピラーへの取付面となる第１の部材と、隣接する２つの横部材を連結しつつ第１の部材から垂直に立ち上がる第２の部材と、第２の部材の一面から第１の部材と平行に延びる第３の部材と、を含む。また、発泡体は、第３の部材の上面、第３の部材より上方に位置する第２の部材の一側面、第２の部材の他側面、及び、第２の部材の他側面と連続する第１の部材の上面に倣った形状を有する第１の発泡体と、第１の部材、第２の部材、第３の部材、及び、隣接する２つの横部材により区画される矩形形状の陥凹部に倣った直方体形状を有する第２の発泡体と、を含む。

本発明によれば、ピラーの補強箇所の断面形状に適合したフレームに対して、共通部品である同一の形状を有する複数の発泡体を取り付けて補強装置が形成されるので、補強装置の管理などが煩雑となることを抑制できる。

自動車のホワイトボディの一例を示す側面図である。フロントフェンダーとフロントピラーとの接合部を補強するレインフォースメントの説明図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。ピラー補強装置の取付位置の説明図である。ピラー補強装置の詳細を示す斜視図である。フレームの詳細を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。第１の発泡体の斜視図である。第２の発泡体の斜視図である。第２の発泡体を固定するクリップの説明図である。フロントピラーにピラー補強装置を取り付けた状態の説明図である。ピラー補強装置の発泡体が発泡した状態の説明図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、自動車のホワイトボディの一例を示す。
ホワイトボディ１００の側面は、フロントフェンダー１１０と、ルーフレール１２０と、サイドシル１３０と、フロントピラー（Ａピラー）１４０と、センターピラー（Ｂピラー）１５０と、リヤピラー（Ｃピラー）１６０と、リヤフェンダー１７０と、が溶接集成により一体化されて形成される。

フロントフェンダー１１０は、図示しない前輪の周囲を覆う構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。ルーフレール１２０は、ルーフパネル１８０の左右の端部を支持する、車体の前後方向に延びる構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。サイドシル１３０は、車体側方の敷居を形成する、フロントフェンダー１１０の後端下部から車体後方へと向かって延びる構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。フロントピラー１４０は、フロントフェンダー１１０の後端上部とルーフレール１２０の前端とを連結する、車体の斜め後方に向かって延びる構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。センターピラー１５０は、ルーフレール１２０の中間とサイドシル１３０の中間とを連結する、車体上下方向に延びる構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。リヤピラー１６０は、ルーフレール１２０の後端とサイドシル１３０の後端とを連結する、車体上下方向に延びる構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。リヤフェンダー１７０は、図示しない後輪の周囲を覆う、リヤピラー１６０の後端から車体後方に向かって延びる構造部材であって、車幅内方に位置するインナーパネルと、車幅外方に位置するアウターパネルと、を含む。

フロントフェンダー１１０とフロントピラー１４０との接合部２００は、例えば、車両衝突時に前方からの衝撃に耐えて乗員の居住空間を確保するため、図２に示すように、補強部材の一例であるレインフォースメント２１０によって補強されている。具体的には、フロントフェンダー１１０のインナーパネルからフロントピラー１４０のインナーパネルにかけて、その内面形状に倣った面を有するインナーレインフォースメント２１２が溶接などによって一体化されている。また、図３に示すように、フロントピラー１４０のインナーパネル１４２とアウターパネル１４４との間には、その両端に位置するフランジ１４２Ａ及び１４４Ａを介して、アウターパネル１４４の内面から離間した面を有するアウターレインフォースメント２１４が挟持されている。

さらに、フロントピラー１４０の内部には、図４に示すように、フロントフェンダー１１０及びフロントピラー１４０によって区画される内部空間（以下「ピラー空間」と略記する。）に発泡剤を充填して補強する、ピラー補強装置３００が取り付けられている。このため、レインフォースメント２１０のインナーレインフォースメント２１２及びフロントピラー１４０のインナーパネル１４２には、図２に示すように、ピラー補強装置３００を固定するための固定孔２２０が夫々開設されている。

ピラー補強装置３００は、図５に示すように、自動車のフロントピラー１４０の内部空間に配設される、弾性を有するナイロンなどからなるフレーム３１０と、フレーム３１０に対して取り付けられる、同一形状を有する第１の発泡体３２０と、同一形状を有する第２の発泡体３３０と、を含む。ここで、第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０は、所定温度以上に加熱されると発泡する発泡剤を含む。また、第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０は、同一形状を有する複数の発泡体の一例として挙げられる。

フレーム３１０は、図６に示すように、ピラー空間の長手方向に所定間隔Ｌ_１ごとに平行配置される複数の横部材３１２と、ピラー空間の長手方向に延び、複数の横部材３１２を連結する縦部材３１４と、を含む。横部材３１２は、その配置位置におけるピラー空間の横断面に倣った相似形状を有し、ピラー空間の長手方向に対して垂直に配置される。縦部材３１４は、フロントピラー１４０への取付面となる第１の部材３１４Ａと、隣接する２つの横部材３１２を連結しつつ第１の部材３１４Ａから垂直に立ち上がる第２の部材３１４Ｂと、第２の部材３１４Ｂの一面から第１の部材３１４Ａと平行に延びる第３の部材３１４Ｃと、を含む。第１の部材３１４Ａ、第２の部材３１４Ｂ及び第３の部材３１４Ｃは、平坦面を有する板材からなる。第１の部材３１４Ａは、ピラー空間の横断面において、その略中央に板材が位置する形状を有している。

ここで、第２の部材３１４Ｂは、ピラー空間の横断面において第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０が略中央に位置するように配置されるため、必ずしも、同一線上に配置されない場合もあり得る。

第１の発泡体３２０の横断面は、図７に示すように、第３の部材３１４Ｃの上面、第３の部材３１４Ｃより上方に位置する第２の部材３１４Ｂの一側面、第２の部材３１４Ｂの他側面、及び、第２の部材３１４Ｂの他側面と連続する第１の部材３１４Ａの上面に倣った形状、並びに、ピラー空間の横断面に倣った相似形状を有する。また、第１の発泡体３２０の軸方向の長さは、隣接する２つの横部材３１２の間に配置可能なように、横部材３１２の配置間隔Ｌ_１とほぼ同じ大きさを有する。

第２の発泡体３３０は、図８に示すように、第１の部材３１４Ａ、第２の部材３１４Ｂ、第３の部材３１４Ｃ、及び、隣接する２つの横部材３１２により区画される矩形形状の陥凹部に倣った直方体形状を有する。ここで、「直方体」とは、見た目で直方体をなしていればよい。また、第２の発泡体３３０の長さは、隣接する２つの横部材３１２の間に配置可能なように、横部材３１２の配置間隔Ｌ_１とほぼ同じ大きさを有する。

第２の部材３１４Ｂの先端には、第１の発泡体３２０を固定するための一対の突起３１４Ｄが突設されている。一対の突起３１４Ｄの先端には、相互に離間する面において先端から基端へと向けて広がる斜面と、この斜面から第３の部材３１４Ｃと平行に延びる平行面と、が形成されている。このため、一対の突起３１４Ｄは、その先端に第１の発泡体３２０を押し付けると、相互に離間する方向に弾性変形する形状をなしている。従って、フレーム３１０に第１の発泡体３２０を取り付けた後には、一対の突起３１４Ｄが元の形状に復帰するので、フレーム３１０に対する第１の発泡体３２０の固定を確実にすることができる。なお、フレーム３１０に対する第１の発泡体３２０の取り付けを容易にするため、第１の発泡体３２０の所定位置に突起３１４Ｄを貫通させるスリットなどが形成されていてもよい。

また、第２の発泡体３３０と対面する第２の部材３１４Ｂには、第２の発泡体３３０を固定するために、例えば、図９に示すように、先端から基端に向けて広がる爪部を有するクリップ３１４Ｅが突設されている。このため、フレーム３１０に対して第２の発泡体３３０を取り付けた後には、クリップ３１４Ｅの爪部によって第２の発泡体３３０が抜けにくくなるので、フレーム３１０に対する第２の発泡体３３０の固定を確実にすることができる。この場合、第２の発泡体３３０の所定位置に、クリップ３１４Ｅを嵌合させるスリットなどを形成しておいてもよい。

なお、フレーム３１０に対する第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０の固定は、突起３１４Ｄ及びクリップ３１４Ｅに限らず、例えば、接着剤などによって行うようにしてもよい。

さらに、縦部材３１４の第１の部材３１４Ａの両端には、フロントピラー１４０のインナーパネル１４２及びレインフォースメント２１０のインナーレインフォースメント２１２に開設された固定孔２２０に嵌合するクリップ３４０が一体的に取り付けられている。クリップ３４０は、先端から基端に向けて広がる爪部３４２を有している。このため、フロントピラー１４０にピラー補強装置３００を取り付けるとき、クリップ３４０の爪部３４２が弾性変形して窄まるので、クリップ３４０を固定孔２２０に嵌合することができる。そして、固定孔２２０にクリップ３４０が嵌合した後には、その爪部３４２が元の形状に復帰するので、フロントピラー１４０に対するピラー補強装置３００の固定を確実にすることができる。なお、フロントピラー１４０に対するピラー補強装置３００の固定は、クリップ３４０に限らず、例えば、第１の部材３１４Ａの両端に開設された挿通孔を利用して、締結部材の一例としてのボルトによって行うようにしてもよい。

次に、フロントピラー１４０の補強方法について説明する。
ホワイトボディ１００の溶接工程において、フロントピラー１４０のピラー空間を形成する前に、作業者は、フロントピラー１４０のインナーパネル１４２及びレインフォースメント２１０のインナーレインフォースメント２１２に開設された固定孔２２０にピラー補強装置３００を取り付ける。フロントピラー１４０のピラー空間が形成された状態では、ピラー補強装置３００の第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０は、図１０に示すように、ピラー空間の略中央に位置している。

そして、ホワイトボディ１００の塗装工程において、例えば、塗料の焼き付け作業の熱を受けると、第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０が発泡し、図１１に示すように、ピラー補強装置３００が配設されたピラー空間に発泡剤が充填される。このとき、第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０は、発泡することによって一体化される。このため、フロントピラー１４０の所定箇所を補強することができる。

このとき、例えば、同一車種における形式違いによって、ピラー空間の断面形状が多少異なっていても、その形式に適合したフレーム３１０に対して、共通部品である第１の発泡体３２０及び第２の発泡体３３０を組み付けることで対応できる。このため、部品点数が削減され、その管理などが煩雑化することがない。なお、車種などに応じたピラー補強装置３００は、例えば、ホワイトボディ１００に対してピラー補強装置３００を取り付ける工程のサブ工程において組み付けるようにすればよい。

ピラー補強装置３００による補強箇所は、フロントピラー１４０に限らず、センターピラー１５０、リヤピラー１６０などの各種ピラーであってもよい。

１４０フロントピラー
１５０センターピラー
１６０リヤピラー
２２０固定孔
３００ピラー補強装置
３１０フレーム
３１２横部材
３１４縦部材
３１４Ａ第１の部材
３１４Ｂ第２の部材
３１４Ｃ第３の部材
３１４Ｄ突起
３１４Ｅクリップ
３２０第１の発泡体
３３０第２の発泡体
３４０クリップ

Claims

自動車のピラーの内部空間の長手方向に所定間隔ごとに平行配置される複数の横部材と、前記ピラーの内部空間の長手方向に延び、前記複数の横部材を連結する縦部材と、を含むフレームと、
隣接する２つの前記横部材の間に配置される発泡体と、
を含んだピラーの補強装置であって、
前記縦部材は、
前記ピラーへの取付面となる第１の部材と、
隣接する２つの前記横部材を連結しつつ前記第１の部材から垂直に立ち上がる第２の部材と、
前記第２の部材の一面から前記第１の部材と平行に延びる第３の部材と、
を含み、
前記発泡体は、
前記第３の部材の上面、前記第３の部材より上方に位置する前記第２の部材の一側面、前記第２の部材の他側面、及び、前記第２の部材の他側面と連続する前記第１の部材の上面に倣った形状を有する第１の発泡体と、
前記第１の部材、前記第２の部材、前記第３の部材、及び、隣接する２つの前記横部材により区画される矩形形状の陥凹部に倣った直方体形状を有する第２の発泡体と、
を含む、
ことを特徴とするピラーの補強装置。
前記第２の部材の先端に、前記第１の発泡体を固定するための一対の突起が突設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のピラーの補強装置。
前記突起の先端は、相互に離間する面において先端から基端へと向けて広がる斜面が形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のピラーの補強装置。
前記第２の発泡体と対面する前記第２の部材に、前記第２の発泡体を固定するためのクリップが突設されている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のピラーの補強装置。
前記第１の部材の両端に、前記ピラーに開設された固定孔に嵌合するクリップが一体的に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のピラーの補強装置。
前記第１の部材の両端に、締結部材が挿通する挿通孔が開設されている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のピラーの補強装置。
前記横部材は、前記ピラーの内部空間の横断面に倣った相似形状を有する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のピラーの補強装置。
前記フレームは、フロントピラーに取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のピラーの補強装置。