JP5484175B2 - 車両のセンターピラー構造 - Google Patents

Description

本発明は、センターピラーアウターパネルとセンターピラーインナーパネルとの間にスチフナを挟んで結合した車両のセンターピラー構造に関する。

車両のセンターピラーをアウターパネルおよびインナーパネルを結合して閉断面に構成し、アウターパネルの内面に沿ってアウタースチフナを配置するとともにインナーパネルの内面に沿ってインナースチフナを配置し、アウタースチフナおよびインナースチフナの車体前後方向の中間位置にそれぞれ形成した断面コ字状の突出部を相互に対向させることで、側面衝突時におけるセンターピラーの耐衝突性能を高めたものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００７−３２６３７６号公報

ところで上記従来のものは、アウタースチフナの突出部およびインナースチフナの突出部が相互に当接せずに隙間を介して対向するため、側面衝突の荷重が加わるとセンターピラーが潰れるように変形してしまい、充分な耐衝突性能が得られない可能性があるだけでなく、アウタースチフナおよびインナースチフナの断面コ字状の突出部が曲率半径の小さい稜線を有するため、そのプレス成形が困難になって加工コストが増加するという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でセンターピラーの強度を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、センターピラーアウターパネルとセンターピラーインナーパネルとの間にスチフナを挟んで結合した車両のセンターピラー構造において、前記スチフナは、車体前側および車体後側からそれぞれ車体外側に突出する前部円弧状ビード部および後部円弧状ビード部と、前記前部円弧状ビード部および前記後部円弧状ビード部の相互に対向する端部からそれぞれ車体内側に向かって延びる前部縦リブ部および後部縦リブ部と、前記前部縦リブ部および前記後部縦リブ部を連結して前記センターピラーインナーパネルに当接する底壁部とで構成されていて、車体の窓開口からルーフサイドレールまで上下方向に延びており、前記スチフナの上下方向中間部における前記前部および後部縦リブ部の高さは、前記スチフナの上部および下部における前記前部および後部縦リブ部の高さよりも低いことを特徴とする車両のセンターピラー構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記底壁部に、シートベルトショルダーアンカーのスライド機構を締結するためのナットを有する補強板を溶接したことを特徴とする車両のセンターピラー構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記スチフナは車体の窓開口からルーフサイドレールまで上下方向に延び、前記スチフナの上下方向中間部における前記底壁部の車体前後方向の幅は、前記スチフナの上部および下部における前記底壁部の車体前後方向の幅よりも大きいことを特徴とする車両のセンターピラー構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記スチフナは、前記前部円弧状ビード部の前縁および前記後部円弧状ビード部の後縁からの相互に離反する方向に延びる前部フランジ部および後部フランジ部を備え、前記前部フランジ部を前記センターピラーインナーパネルの前縁に結合するとともに前記後部フランジ部を前記センターピラーインナーパネルの後縁に結合することで、前記センターピラーインナーパネルおよび前記スチフナは閉断面を構成することを特徴とするセンターピラー構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記スチフナはホットプレス成形により製作されることを特徴とする車両のセンターピラー構造が提案される。

尚、実施の形態の第１スチフナ１６および第３スチフナ１８は本発明のスチフナに対応する。

請求項１の構成によれば、センターピラーアウターパネルとセンターピラーインナーパネルとの間に挟まれたスチフナを、車体前側および車体後側からそれぞれ車体外側に突出する前部円弧状ビード部および後部円弧状ビード部と、前部円弧状ビード部および後部円弧状ビード部の相互に対向する端部からそれぞれ車体内側に向かって延びる前部縦リブ部および後部縦リブ部と、前部縦リブ部および後部縦リブ部を連結してセンターピラーインナーパネルに当接する底壁部とで構成したので、側面衝突時に前後の縦リブ部でセンターピラーの潰れを防止して高い耐衝突性能を確保しながら、スチフナの材料の厚さを薄くして軽量化を図ることができる。しかも前部円弧状ビード部および後部円弧状ビード部は曲率半径が小さい急激な折り曲げ部が存在しないので、プレス加工が容易になって加工コストが削減される。

その上、前記スチフナは、車体の窓開口からルーフサイドレールまで上下方向に延びていて、上下方向中間部における縦リブ部の高さが上部および下部における縦リブ部の車体前後方向の高さよりも低いので、側面衝突に対するセンターピラーの強度を確保しながら乗員の頭部の周辺の室内空間の容積を拡大することができる。

また請求項２の構成によれば、スチフナの底壁部にシートベルトショルダーアンカーのスライド機構を締結するためのナットを有する補強板を溶接したので、センターピラーにスライド機構を強固に固定することができる。

また請求項３の構成によれば、車体の窓開口からルーフサイドレールまで上下方向に延びるスチフナは、上下方向中間部における底壁部の車体前後方向の幅が上部および下部における底壁部の車体前後方向の幅よりも大きいので、スチフナにスライド機構の補強板を溶接するスペースを確保することができる。

また請求項４の構成によれば、スチフナの前部および後部円弧状ビード部の前縁および後縁からの相互に離反する方向に延びる前部および後部フランジ部をセンターピラーインナーパネルの前縁および後縁に結合するので、センターピラーインナーパネルおよびスチフナで閉断面を構成してセンターピラーの強度を更に高めることができる。

また請求項５の構成によれば、スチフナをホットプレス成形により製作するので、プレス成形時にスチフナの材料の強度を高めることでセンターピラーの強度を更に高めることができる。

自動車の左側のセンターピラーを車体外側の斜め前方から見た斜視図。（第１の実施の形態） 自動車の左側のセンターピラーを車体内側の斜め後方から見た斜視図。（第１の実施の形態） 図１の３−３線断面図。（第１の実施の形態） 図１の３部分解斜視図。（第１の実施の形態） 図４の４（Ａ）−４（Ａ）線、４（Ｂ）−４（Ｂ）線および４（Ｃ）−４（Ｃ）線 断面図。（第１の実施の形態） 前記図３に対応する図。（第２の実施の形態）

以下、図１〜図５に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１〜図４に示すように、自動車のセンターピラー１１の上端および下端は、ルーフサイドレール１２の前後方向中間部と、サイドシル１３の前後方向中間部とに接続される。センターピラー１１は、車体内側に位置するセンターピラーインナーパネル１４と、車体外側に位置するセンターピラーアウターパネル１５（図１では省略）と、センターピラーインナーパネル１４およびセンターピラーアウターパネル１５間に挟まれた第１スチフナ１６、第２スチフナ１７および第３スチフナ１８とを備え、全体として上下方向に延びる閉断面に構成される。第１〜第３スチフナ１６，１７，１８のうち、第１スチフナ１６および第２スチフナ１７は上下方向に連続してセンターピラーアウターパネル１５側に配置され、第１スチフナ１６に重ね合わされる第３スチフナ１８はセンターピラーインナーパネル１４側に配置される。また第１スチフナ１６および第３スチフナ１８は車体の窓開口を跨いで低い位置まで配置され、第２スチフナ１７は第１スチフナ１６よりも更に低い位置に配置される。

ルーフサイドレール１２は、ルーフサイドレールアウター１９およびルーフサイドレールインナー２０を備え、全体として車体前後方向に延びる閉断面に構成される。サイドシル１３は、サイドシルアウター２１およびサイドシルインナー２２を備え、全体として車体前後方向に延びる閉断面に構成される。センターピラーインナーパネル１４の下端およびセンターピラーアウターパネル１５の下端は重ね合わされてサイドシルアウター２１の外面に結合される。センターピラーインナーパネル１４の上端はルーフサイドレールインナー２０に結合されるとともに、センターピラーアウターパネル１５の上端はルーフサイドレールアウター１９に結合される。

図３および図４に示すように、金属板材をプレス加工したセンターピラーインナーパネル１４のうち、第１スチフナ１６に対向する上半部は、その前縁に沿って車体後方に延びる前部フランジ部１４ａと、前部フランジ部１４ａの後縁から車幅方向内側に向かって円弧状ないしは半円状に突出する前部円弧状ビード部１４ｂと、前部円弧状ビード部１４ｂの後縁から車体後方に延びる底壁部１４ｃと、底壁部１４ｃの後縁から車幅方向内側に向かって円弧状ないしは半円状に突出する後部円弧状ビード部１４ｄと、後部円弧状ビード部１４ｄの後縁から車体後方に延びる後側フランジ部１４ｅとを備える。

金属板材をプレス加工した第１スチフナ１６は、その前縁に沿って車体後方に延びる前部フランジ部１６ａと、前部フランジ部１６ａの後縁からセンターピラーアウターパネル１５側に向かって円弧状ないしは半円状に突出する前部円弧状ビード部１６ｂと、前部円弧状ビード部１６ｂの後縁から車体後方に延びる底壁部１６ｃと、底壁部１６ｃの後縁からセンターピラーアウターパネル１５側に向かって円弧状ないしは半円状に突出する後部円弧状ビード部１６ｄと、後部円弧状ビード部１６ｄの後縁から車体後方に延びる後側フランジ部１６ｅとを備える。

金属板材をプレス加工した第３スチフナ１８は、上下方向の長さが第１スチフナ１６と略同じ長さで車体前後方向の幅が第１スチフナ１６よりも小さい部材であって、その前縁に沿って第１スチフナ１６側に向かって円弧状ないしは半円状に突出する前部円弧状ビード部１８ａと、前部円弧状ビード部１８ａの後縁からセンターピラーインナーパネル１４に向かって延びる前部縦リブ部１８ｂと、前部縦リブ部１８ｂの左右方向内端から車体後方に延びる底壁部１８ｃと、底壁部１８ｃの後縁から第１スチフナ１６に向かって延びる後部縦リブ部１８ｄと、後部縦リブ部１８ｄの左右方向外端から第１スチフナ１６側に向かって円弧状ないしは半円状に突出する後部円弧状ビード部１８ｅとを備える。

第３スチフナ１８は前部および後部縦リブ部１８ｂ，１８ｄの強度が要求されるため、ホットプレス成形により第１、第２スチフナ１６，１７よりも高強度に形成される。ホットプレス成形とは、素材をプレス成形前に８５０〜９００°Ｃ程度の高温に加熱し、素材の強度を軟鋼と同じ程度まで軟化させた状態でプレス成形を行い、プレス成形と同時に成形型内で急冷、焼き入れをすることにより、成形後の製品の引張強度を１５００ＭＰａ程度以上まで高めるとともに従来の高強度鋼板では成形できなかったような形状の部品を製作することができる成形方法である。

センターピラーインナーパネル１４の前部フランジ部１４ａおよび後部フランジ部１４ｅは、それぞれセンターピラーアウターパネル１５の前部フランジ部１５ａおよび後部フランジ１５ｂと、第１スチフナ１６の前部フランジ部１６ａおよび後部フランジ部１６ｅとに溶接ｗ１…により結合され、センターピラーインナーパネル１４およびセンターピラーアウターパネル１５は閉断面を構成する。第３スチフナ１８の前部円弧状ビード部１８ａおよび後部円弧状ビード部１８ｅは、第１スチフナ１６の前部円弧状ビード部１６ｂおよび後部円弧状ビード部１６ｄの内面にそれぞれ当接し、溶接ｗ２…により結合される。また第３スチフナ１８の底壁部１８ｃはセンターピラーインナーパネル１４の底壁部１４ｃの内面に当接し、溶接ｗ３…により結合される。

図４および図５から明らかなように、第３スチフナ１８の前部縦リブ部１８ｂおよび後部縦リブ部１８ｄの高さ（深さ）Ｈは、第３スチフナ１８の上下両端側で高く（図５（Ａ）、（Ｃ）参照）、第３スチフナ１８の上下方向中間部で低くなっている（図５（Ｂ）参照）。また第３スチフナ１８の底壁部１８ｃの前後方向の幅Ｗは、第３スチフナ１８の上下両端側で小さく（図５（Ａ）、（Ｃ）参照）、第３スチフナ１８の上下方向中間部で大きくなっている（図５（Ｂ）参照）。

図３から明らかなように、第３スチフナ１８の上下方向中間の幅広になった底壁部１８ｃの第１スチフナ１６側の側面に、ナット２３…を備える補強板２４が溶接される。シートベルトショルダーアンカー２５を上下摺動自在に支持するスライド機構２６はセンターピラーインナーパネル１４の底壁部１４ｃの内面に当接し、センターピラーインナーパネル１４の底壁部１４ｃと、第３スチフナ１８の底壁部１８ｃと、補強板２４とを貫通してナット２３…に螺合するボルト２７…で締結される。センターピラーインナーパネル１４はピラーガーニッシュ２８により覆われ、シートベルトショルダーアンカー２５はピラーガーニッシュ２８に形成したスリット２８ａを介して車室内に露出する。

以上のように、本実施の形態によれば、センターピラーインナーパネル１４およびセンターピラーアウターパネル１５間に挟まれた第１スチフナ１６および第３スチフナ１８が、車体前側および車体後側からそれぞれ車体外側に突出する前部円弧状ビード部１６ｂ，１８ａおよび後部円弧状ビード部１６ｄ，１８ｅと、第３スチフナ１８の前部円弧状ビード部１８ａおよび後部円弧状ビード部１８ｅの相互に対向する端部からそれぞれ車体内側に向かって延びる前部縦リブ部１８ｂおよび後部縦リブ部１８ｄと、前部縦リブ部１８ｂおよび後部縦リブ部１８ｄを連結してセンターピラーインナーパネル１４に当接する底壁部１８ｃとを備えるので、側面衝突時に前部および後部縦リブ部１８ｂ，１８ｄでセンターピラー１１の潰れを防止して高い耐衝突性能を確保しながら、第１、第３スチフナ１６，１８の材料の厚さを薄くして軽量化を図ることができる。しかも前部円弧状ビード部１６ｂ，１８ａおよび後部円弧状ビード部１６ｄ，１８ｅは曲率半径が小さい急激な折り曲げ部が存在しないので、プレス加工が容易になって加工コストが削減される。

また第３スチフナ１８の底壁部１８ｃにシートベルトショルダーアンカー２５のスライド機構２６を締結するためのナット２３を有する補強板２４を溶接したので、センターピラー１１にスライド機構２６を強固に固定することができる。その際に、車体の窓開口からルーフサイドレール１２まで上下方向に延びる第３スチフナ１８は、上下方向中間部における底壁部１８ｃの車体前後方向の幅Ｗが上部および下部における底壁部１８ｃの車体前後方向の幅Ｗよりも大きいので、スライド機構２６の補強板２４を溶接するスペースを確保することができる。しかも第３スチフナ１８は、上下方向中間部における前部および後部縦リブ部１８ｂ，１８ｄの高Ｈさが上部および下部における前部および後部縦リブ部１８ｂ，１８ｄの高さＨよりも低いので、側面衝突に対するセンターピラー１１の強度を確保しながら乗員の頭部の周辺の室内空間の容積を拡大することができる。

また第１スチフナ１６の前部および後部円弧状ビード部１６ｂ，１６ｄの前縁および後縁からの相互に離反する方向に延びる前部および後部フランジ部１６ａ，１６ｅをセンターピラーインナーパネル１４の前部フランジ部１４ａおよび後部フランジ部１４ｅに結合するので、センターピラーインナーパネル１４および第１スチフナ１６で閉断面を構成してセンターピラー１１の強度を更に高めることができる。

また第３スチフナ１８を設けることでセンターピラー１１の上半部の剛性を特に高めたので、車両の側面衝突時に乗員の胸部や頭部の高さにあるセンターピラー１１の上半部の変形を抑制して乗員の保護機能を高めることができる。

次に、図６に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、第３スチフナ１８を第１スチフナ１６と一体化して部品点数の削減を図ったものである。即ち、第２の実施の形態の第１スチフナ１６は、第１の実施の形態の第１スチフナ１６の底壁部１６ｃの代わりに、前部縦リブ部１６ｆ、底壁部１６ｇおよび後部縦リブ部１６ｈを設けたものであり、底壁部１６ｇがセンターピラーインナーパネル１４の底壁部１４ｃに当接して溶接ｗ３…される。

この第２の実施の形態によれば、第３スチフナ１８を廃止した分だけ部品点数を削減しながら、センターピラー１１の強度を第１の実施の形態と同様に高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では第３スチフナ１８の前部円弧状ビード部１８ａおよび後部円弧状ビード部１８ｅを、第１スチフナ１６の前部円弧状ビード部１６ｂおよび後部円弧状ビード部１６ｄの内面にそれぞれ当接させて溶接ｗ２…により結合し、第３スチフナ１８の底壁部１８ｃをセンターピラーインナーパネル１４の底壁部１４ｃの内面に当接させて溶接ｗ３…により結合しているが、前記溶接ｗ２…および前記溶接ｗ３…の一方を省略して突き合わせに変更することができ、また前記溶接ｗ３…をボルト締めに変更することができる。

またセンターピラーインナーパネル１４の前部円弧状ビード部１４ｂおよび後部円弧状ビード部１４ｄと、第１スチフナ１６の前部円弧状ビード部１６ｂおよび後部円弧状ビード部１６ｄと、第３スチフナ１８の前部円弧状ビード部１８ａおよび後部円弧状ビード部１８ｅとは、厳密な意味での円弧状あるいは半円状である必要はなく、急激に屈曲する角部を持たずに滑らかに湾曲していれば良い。

またスチフナの長さに関しては、第３スチフナ１８を第１スチフナ１６よりも長くして第２スチフナ１７に跨がって配置しても良い。

またホットプレス成形に関しては、成形後の製品の引張強度を１９００ＭＰａ程度まで高めても良い。

１２ ルーフサイドレール
１４ センターピラーインナーパネル
１５ センターピラーアウターパネル
１６ 第１スチフナ（スチフナ）
１６ａ 前部フランジ部
１６ｂ 前部円弧状ビード部
１６ｄ 後部円弧状ビード部
１６ｅ 後部フランジ部
１６ｆ 前部縦リブ部
１６ｇ 底壁部
１６ｈ 後部縦リブ部
１８ 第３スチフナ（スチフナ）
１８ａ 前部円弧状ビード部
１８ｂ 前部縦リブ部
１８ｃ 底壁部
１８ｄ 後部縦リブ部
１８ｅ 後部円弧状ビード部
２３ ナット
２４ 補強板
２５ シートベルトショルダーアンカー
２６ スライド機構
Ｈ 前部および後部縦リブ部の高さ
Ｗ 底壁部の車体前後方向の幅

Claims (5)

1. センターピラーアウターパネルとセンターピラーインナーパネルとの間にスチフナを挟んで結合した車両のセンターピラー構造において、
   前記スチフナは、車体前側および車体後側からそれぞれ車体外側に突出する前部円弧状ビード部および後部円弧状ビード部と、前記前部円弧状ビード部および前記後部円弧状ビード部の相互に対向する端部からそれぞれ車体内側に向かって延びる前部縦リブ部および後部縦リブ部と、前記前部縦リブ部および前記後部縦リブ部を連結して前記センターピラーインナーパネルに当接する底壁部とで構成されていて、車体の窓開口からルーフサイドレールまで上下方向に延びており、
   前記スチフナの上下方向中間部における前記前部および後部縦リブ部の高さは、前記スチフナの上部および下部における前記前部および後部縦リブ部の高さよりも低いことを特徴とする車両のセンターピラー構造。
2. 前記底壁部に、シートベルトショルダーアンカーのスライド機構を締結するためのナットを有する補強板を溶接したことを特徴とする、請求項１に記載の車両のセンターピラー構造。
3. 前記スチフナは車体の窓開口からルーフサイドレールまで上下方向に延び、前記スチフナの上下方向中間部における前記底壁部の車体前後方向の幅は、前記スチフナの上部および下部における前記底壁部の車体前後方向の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載の車両のセンターピラー構造。
4. 前記スチフナは、前記前部円弧状ビード部の前縁および前記後部円弧状ビード部の後縁からそれぞれ相互に離反する方向に延びる前部フランジ部および後部フランジ部を備え、前記前部フランジ部を前記センターピラーインナーパネルの前縁に結合するとともに前記後部フランジ部を前記センターピラーインナーパネルの後縁に結合することで、前記センターピラーインナーパネルおよび前記スチフナは閉断面を構成することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両のセンターピラー構造。
5. 前記スチフナはホットプレス成形により製作されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両のセンターピラー構造。

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