JP6809431B2 - センタピラー - Google Patents

Description

本発明は車体のセンタピラーに係る。特に、本発明は、側突対策用のリインフォースメントの前端部が締結されたセンタピラーの改良に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、車両における前部座席側方のドア開口の後端縁には、車体骨格部材として上下方向に延在するセンタピラーが設けられている。このセンタピラーは閉断面構造で成り、下端部がロッカに、上端部がルーフサイドレールにそれぞれ接合されている。

車両の側突時には、その側突荷重によってセンタピラーが車幅方向の内側に倒れ込むように変形する。この変形量を低減するための対策として、センタピラーの上部と他の車体メンバとの間に側突対策用のリインフォースメント（以下、側突対策リインフォースと呼ぶ場合もある）を架け渡すことが考えられる。

図５は、側突対策リインフォースｃを適用した場合のセンタピラーａおよびその周辺の車体構造を示す斜視図である。また、図６は、図５におけるVI−VI線に対応した位置における断面図である（この図６では、図５に示す部材に加えてドアｇや車体外板としてのボディーパネルｈ等も示している）。これらの図に示すように、センタピラーａの上部と、該センタピラーａよりも車体後方側に配設された車体メンバｂとの間に側突対策リインフォースｃが架け渡されている。この側突対策リインフォースｃは、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜するように設けられている。また、側突対策リインフォースｃは、前端部に設けられたフランジ部ｄ，ｄが、センタピラーａの内壁を構成するピラーインナｅに重ね合わされて（車幅方向で重ね合わされて）ボルト止めによって締結されている。図５に示すものでは、側突対策リインフォースｃにおける上下各フランジ部ｄ，ｄそれぞれが２本のボルトｆ，ｆによってピラーインナｅにボルト止めされている。

特開２０１６−１９３６７４号公報

しかしながら、このセンタピラーａの上部と車体メンバｂとの間に側突対策リインフォースｃを架け渡した構造にあっては、車両の側突時に、センタピラーａが車幅方向の内側に倒れ込むことに伴い、側突対策リインフォースｃは、その後端部を起点として車幅方向の内側に回動する動きとなる。前述したように、側突対策リインフォースｃは、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜するように設けられているため、この動きは、側突対策リインフォースｃの前端部がセンタピラーａに対して相対的に車体前方に移動する動きとなる。

このような側突対策リインフォースｃの動き（前端部が車体前方に移動する動き）は、この側突対策リインフォースｃの前端部（前記フランジ部ｄ，ｄ）とピラーインナｅとの締結部分に対して剪断方向の荷重を生じさせることになり、ボルトｆに対する荷重が大きくなって該ボルトｆの破断を招く虞がある。このボルトｆの破断を防止するために、適用するボルトの本数を増加させることが考えられるが、車体重量の大幅な増大や締結作業の煩雑化を招いてしまうため好ましくない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の側突時、センタピラーと側突対策リインフォースとを締結しているボルトに作用する荷重を低減することができるセンタピラーを提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、車体前後方向に沿う縦壁部を有すると共に、該縦壁部に、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜する側突対策用のリインフォースメントの前端部がボルト締結されたセンタピラーを前提とする。そして、このセンタピラーは、前記縦壁部における、前記リインフォースメントの前記前端部の締結部分よりも車体前側に、車幅方向の内側に向かって突出するビードが設けられていることを特徴とする。

この特定事項により、車両の側突時には、その側突荷重によってセンタピラーが車幅方向の内側に倒れ込むように変形する。この変形に伴い、側突対策用のリインフォースメントは、その前端部が車体前方に移動する動きとなるが、このリインフォースメントの前端部が、センタピラーの縦壁部に設けられているビードに当接することで、前記動きは制限される。これにより、センタピラー（センタピラーの縦壁部）とリインフォースメント（リインフォースメントの前端部）とを締結しているボルトに作用する荷重を低減することができ、該ボルトの破断を抑制することができる。

本発明では、センタピラーの縦壁部に側突対策用のリインフォースメントの前端部がボルト締結された構造において、センタピラーの縦壁部における、リインフォースメントの前端部の締結部分よりも車体前側に、車幅方向の内側に向かって突出するビードを設けている。これにより、車両の側突時には、車体前方に移動する側突対策用のリインフォースメントの前端部がビードに当接することになり、リインフォースメントの前端部をセンタピラーの縦壁部に締結しているボルトに作用する荷重を低減することができ、該ボルトの破断を抑制することができる。

実施形態に係るセンタピラーおよびその周辺の車体構造を示す斜視図である。 図１におけるII−II線に対応した位置における断面図である。 車両の側突時におけるセンタピラーおよび側突対策リインフォースの変形状態を示す断面図である。 センタピラーにおける側突対策リインフォースの締結部分を拡大して示す図である。 課題を説明するための図１相当図である。 図５におけるVI−VI線に対応した位置における断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係るセンタピラー１およびその周辺の車体構造を示す斜視図である。この図１では、車体右側に配設されたセンタピラー１およびその周辺の車体構造を示しており、車体の一部を仮想線で示している。また、図２は図１におけるII−II線に対応した位置における断面図である（この図２では、図１に示す部材に加えてフロントサイドドア５や車体外板としてのボディーパネル６等も示している）。

各図における矢印ＦＲは車体前方向、矢印ＵＰは上方向、矢印ＲＨは車体右方向をそれぞれ示している。本実施形態における車体の左右の各センタピラー１およびその周辺の構造は互いに略同一（左右対称）であるため、ここでは車体右側に配設されたセンタピラー１およびその周辺の車体構造を代表して説明する。

−センタピラー周辺の概略構造−
図１および図２に示すように、車両のドア開口の後端縁には上下方向に延在するセンタピラー１が設けられている。このセンタピラー１は閉断面構造で成り、下端部がロッカ（図示省略）に、上端部がルーフサイドレール２にそれぞれ接合されている。

具体的に、センタピラー１は、車体上下方向に延在された車体骨格部材であり、車幅方向の外側に配置されたピラーアウタ３（図２を参照）と、車幅方向の内側に配置されたピラーインナ４とを含んで構成されている。

ピラーアウタ３は、高張力鋼板（Ｈｉｇｈ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｓｔｅｅｌ Ｓｈｅｅｔｓ）がプレス加工されて作製されている。なお、高張力鋼板とは、主として引張強さが４４０ＭＰａ〜７９０ＭＰａの鋼板であるが、引張強さが９８０ＭＰａ以上である超高張力鋼板を使用するようにしてもよい。また、このピラーアウタ３は、車体上下方向に延在されると共に、図２に示すように、車体上側から見た断面形状が、車幅方向の内側に開口した略ハット状に形成されている。つまり、このピラーアウタ３は、車幅方向を板厚方向として上下方向および車体前後方向に沿って延びる外壁部３１と、この外壁部３１の前後端（車体前後方向における両端）から車幅方向の内側へそれぞれ延びる一対の側壁部３２，３２と、各側壁部３２，３２の車幅方向の内側端から車体前後方向に沿ってそれぞれ延びる一対のフランジ部３３，３３と、を含んで構成されている。

一方、ピラーインナ４も同様に、高張力鋼板がプレス加工されて作製されている。また、このピラーインナ４は、車体上下方向に延在されると共に、図２に示すように、車体上側から見た断面形状が、車幅方向の外側に開口した略ハット状に形成されている。つまり、このピラーインナ４は、車幅方向を板厚方向として上下方向および車体前後方向に沿って延びる内壁部４１と、この内壁部４１の前後端（車体における前後端）から車幅方向の外側へそれぞれ延びる一対の側壁部４２，４２と、各側壁部４２，４２の車幅方向の外側端から車体前後方向にそれぞれ延びる一対のフランジ部４３，４３と、を含んで構成されている。このピラーインナ４の特徴については後述する。

そして、ピラーアウタ３の各フランジ部３３，３３とピラーインナ４の各フランジ部４３，４３とが重ね合わされ、各フランジ部３３，４３の長手方向（上下方向）に沿った複数箇所でスポット溶接されることにより、閉断面構造のセンタピラー１が構成されている。

センタピラー１の外側（車幅方向における外側）には、車体外板としてのボディーパネル６が配設されている。このボディーパネル６は、その前端部分（車体前後方向における前端部分）が車幅方向の内側に向けて屈曲され、その一部が前記ピラーアウタ３のフランジ部（各フランジ部３３，３３のうち車体前側に位置するフランジ部）３３の外側面に重ね合わされている。そして、このボディーパネル６の前端部分も前記ピラーアウタ３のフランジ部３３およびピラーインナ４のフランジ部４３と共にスポット溶接によって一体的に接合されている。

センタピラー１の前側には、ドア開口を開閉するためのフロントサイドドア５が回動可能に設けられている。このフロントサイドドア５は、ドアアウタパネル５１と、ドアインナパネル５２と、ドアリインフォースメント５３とを含んで構成されている。ドアアウタパネル５１の外縁部にドアリインフォースメント５３の外縁部が重ね合わされ、ドアアウタパネル５１の外縁部を折り返すヘミング加工によってドアアウタパネル５１とドアリインフォースメント５３とが一体的に組み付けられている。また、ドアリインフォースメント５３の内側面にドアインナパネル５２が一体的に接合されている。フロントサイドドア５の前端部分は図示しないヒンジによって車体骨格部材（例えばフロントピラー）に支持されている。また、フロントサイドドア５の後端部分には図示しないロック機構が備えられており、フロントサイドドア５の閉鎖時には、このロック機構が車体骨格部材（例えばセンタピラー１）に備えられたストライカに係止するようになっている。また、ボディーパネル６には、フロントサイドドア５の閉鎖状態において、ドアインナパネル５２に当接し、このドアインナパネル５２とボディーパネル６との間に挟まれた状態で弾性変形するゴム製のウェザストリップ５４が取り付けられている。

−側突対策リインフォース−
本実施形態では、センタピラー１と、該センタピラー１よりも車体後方側に配設された車体メンバ７との間に側突対策リインフォース（側突対策用のリインフォースメント）８が架け渡されている。この側突対策リインフォース８は、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜するように設けられている。また、側突対策リインフォース８は、前端部８１がセンタピラー１のピラーインナ４にボルト止めによって締結されている。また、この側突対策リインフォース８は、後端部８３が車体メンバ７にボルト止めによって締結されている。

具体的に、前記側突対策リインフォース８は、断面形状が車幅方向の外側に開口した略ハット状に形成されたリインフォースインナ８５と、このリインフォースインナ８５に接合されたリインフォースアウタ８６とを含んで構成されている。

リインフォースインナ８５は、例えば高張力鋼板がプレス加工されて作製されている。また、このリインフォースインナ８５は、上下方向および車体前後方向に対して所定角度（車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜する角度）を存した方向に沿って延びる内壁部８７と、この内壁部８７の上下両端から車幅方向の外側へそれぞれ延びる一対の水平壁部８８，８８と、各水平壁部８８，８８の車幅方向の外側端から上下方向の外側にそれぞれ延びる一対のフランジ部８９，８９と、を含んで構成されている。そして、このリインフォースインナ８５のフランジ部８９，８９に亘って平板状のリインフォースアウタ８６が重ね合わされ、これらが各フランジ部８９，８９の長手方向（水平方向）に沿った複数箇所でスポット溶接されることにより、閉断面構造の側突対策リインフォース８が構成されている。

そして、前記側突対策リインフォース８の前端部８１（リインフォースインナ８５の前端部）には、前記各フランジ部８９，８９に連続し、且つ車体前後方向に沿って延びる締結フランジ部８２，８２が設けられている。各締結フランジ部８２，８２それぞれには、水平方向の２箇所にボルト挿通孔（図示省略）が形成されている。一方、センタピラー１のピラーインナ４の内壁部４１には、前記ボルト挿通孔に対応した２箇所に同様のボルト挿通孔（図示省略）が形成されている。このピラーインナ４における車幅方向の外側の面におけるボルト挿通孔に対応した位置にはナットＮ，Ｎが溶接されている。そして、このピラーインナ４に形成されているボルト挿通孔に対して側突対策リインフォース８の締結フランジ部８２，８２に形成されているボルト挿通孔が位置合わせされ、これらボルト挿通孔に亘って締結フランジ部８２側からボルトＢ，Ｂが挿通され、このボルトＢ，Ｂが前記ナットＮ，Ｎにそれぞれねじ込まれることにより、側突対策リインフォース８の締結フランジ部８２，８２がピラーインナ４に一体的に締結されている。

一方、前記側突対策リインフォース８の後端部８３（リインフォースインナ８５の後端部）には、前記各フランジ部８９，８９に連続し、且つ車幅方向に沿って延びる締結フランジ部８４が設けられており、この締結フランジ部８４が、車体メンバ７にボルト止めによって一体的に締結されている。

−ビード−
本実施形態の特徴は、前記センタピラー１のピラーインナ４の形状にある。具体的には、このピラーインナ４における、前記側突対策リインフォース８の前端部８１の締結部分よりも車体前側に、車幅方向の内側に向かって突出するビード４４が設けられている。

このビード４４は、ピラーインナ４がプレス加工される際に同時に成形される部分であって、ピラーインナ４の内壁部４１の幅方向（車体前後方向）における前側の略１／３程度の領域に設けられている。また、このビード４４は、ピラーインナ４の上下方向の略全体に亘って形成されている。そして、このビード４４の後端縁４４ａの位置は、ピラーインナ４に締結されている側突対策リインフォース８の前端部８１の前端縁に近接している。例えば、この側突対策リインフォース８の前端部８１との間の間隔寸法が数ｍｍ程度となるようにビード４４の後端縁４４ａの位置は設定されている。

また、このビード４４の高さ寸法（車幅方向の内側への突出寸法）は、前記側突対策リインフォース８の前端部８１の板厚寸法（リインフォースインナ８５の板厚寸法）に比べて十分に大きく（例えば１０ｍｍ程度）設定されている。

−車両の側突時−
次に、車両の側突時について説明する。

車両の側突時には、図３（車両の側突時におけるセンタピラー１および側突対策リインフォース８の変形状態を示す断面図であって、前記フロントサイドドア５やボディーパネル６を省略した図）に示すように、その側突荷重によってセンタピラー１が車幅方向の内側に倒れ込むように変形する。このセンタピラー１の車幅方向の内側への倒れ込みに伴い、側突対策リインフォース８は、その後端部８３を起点として車幅方向の内側に回動する動きとなる。前述したように、側突対策リインフォース８は、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜するように設けられているため、この動きは、側突対策リインフォース８の前端部８１がセンタピラー１に対して相対的に車体前方に移動する動きとなる。

この際、側突対策リインフォース８の前端部８１は、センタピラー１のピラーインナ４に設けられているビード４４の後端縁４４ａに当接することで、前記動きは制限される。これにより、ピラーインナ４と側突対策リインフォース８の前端部８１とを締結しているボルトＢ，Ｂに作用する荷重は低減されることになり、該ボルトＢ，Ｂの破断を抑制することができる。また、各ボルトＢ，Ｂに作用する荷重を略均等に分散することもでき、これによってもボルトＢ，Ｂの破断を抑制することができる。

このようにセンタピラー１を改良することによってボルトＢ，Ｂの破断を抑制することができることから、ボルトの破断防止対策として、適用するボルトの本数を増加させる必要がなくなり、車体重量の大幅な増大が回避され、締結作業の煩雑化を招くこともなくなる。特に、前記ビード４４を設けないもの（図５および図６に示すもの）にあっては、前記各フランジ部ｄ，ｄのうち上側のフランジ部ｄをピラーインナｅに締結しているボルトｆに対する入力荷重は、下側のフランジ部ｄをピラーインナｅに締結しているボルトｆに対する入力荷重よりも大きくなる傾向にあったが、本実施形態にあっては、これらボルトＢ，Ｂに対する入力荷重を略均等に分散することができ、ボルトＢ，Ｂの破断を抑制することができる。

実際に、本実施形態の構造において、所定の側突荷重を作用させた場合の各ボルト（図４におけるＢ１〜Ｂ４）の破断危険率（＝ボルト荷重／ボルト耐力）を測定した結果としては、ボルトＢ１，Ｂ３の破断危険率は８５％程度であり、ボルトＢ４の破断危険率は７０％程度であり、ボルトＢ２の破断危険率は４５％程度であった。何れも破断危険率は１００％未満となっており、ボルトＢ１〜Ｂ４の破断が抑制できていることが確認された。なお、従来の構造にあっては、前記所定の側突荷重を作用させた場合のボルトＢ１，Ｂ２の破断危険率は１００％を超えており破断の虞があった。

−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態では、側突対策リインフォース８の前端部８１を、各締結フランジ部８２，８２それぞれに対して２本のボルトＢ，Ｂを適用し、合計４本のボルトＢ，Ｂ，…によってピラーインナ４に締結するようにしていた。本発明はこれに限らず、各締結フランジ部８２，８２それぞれに対して１本のボルトを適用し、合計２本のボルトによってピラーインナ４に締結するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、側突対策リインフォース８を、リインフォースインナ８５とリインフォースアウタ８６とを接合した閉断面構造で構成していた。本発明はこれに限らず、側突対策リインフォース８をリインフォースインナ８５のみで構成するようにしてもよい。

本発明は、側突対策用のリインフォースメントの前端部が締結されたセンタピラーに適用可能である。

１ センタピラー
４ ピラーインナ（縦壁部）
４４ ビード
８ 側突対策リインフォース（側突対策用のリインフォースメント）
８１ 前端部
Ｂ ボルト

Claims (1)

1. 車体前後方向に沿う縦壁部を有すると共に、該縦壁部に、車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜する側突対策用のリインフォースメントの前端部がボルト締結されたセンタピラーにおいて、
   前記縦壁部における、前記リインフォースメントの前記前端部の締結部分よりも車体前側に、車幅方向の内側に向かって突出するビードが設けられていることを特徴とするセンタピラー。

Images