説明

自動車のセンターピラー構造

【課題】自動車の前面衝突時の前方からセンターピラーへ作用する衝撃荷重に対してピラー剛性を強化すること。
【解決手段】自動車のセンターピラー1内に、前方のドア3内に設置されたドアリィンフォースメント4の後端縁40に対応する位置に、前後方向の第1の壁面部5aと、第1の壁面部5aの前縁および後縁から車内側へ延出する第2および第3の壁面部5b、5cとで水平断面ほぼコ字形に一体形成したバルクヘッド5を設ける。バルクヘッド5には、その下半部を車内側へ下降傾斜する上下ほぼく字形に形成して第1の壁面部5aにセンターピラー1内部を上下に仕切る仕切部53を形成し、仕切部53の前縁をドアリィンフォースメント4の後端縁40と対向せしめ、車両の前面衝突時に後方へ移動するドアリィンフォースメント4の後端縁40をバルクヘッド5の第2の壁面部5bおよび仕切部53の前縁で受け止めるようになした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車のセンターピラー構造、特に上下中間位置にバルクヘッドを設けて、車両前面衝突時に後方へ移動するドアリィンフォースメントの後端を受け止めるようになした自動車のセンターピラー構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車のセンターピラーは、これに作用する外力に対してピラー剛性を強化する対策がなされている。
図5に示すように、センターピラー1に作用する外力として、車両の前面衝突時、特に衝撃の大きいオフセット衝突時には、車体前部の潰れ変形により車体側面のドア開口2を開閉するフロントドア3が後方へ押され、フロントドア3のドアベルトライン30に沿って前後方向に延びるドアリィンフォースメント4の後端がセンターピラー1の上下中間位置10に当って、衝撃荷重が作用する(図の白矢印)。この場合、前方からの衝撃荷重でセンターピラー1が変形するとドア開口2および車室前部の空間を確保することが困難となるため、ドアリィンフォースメント4の後端に対向するセンターピラー1の中間位置10にバルクヘッドを設けて補強することが行なわれている。
【0003】
図6(a),(b)は前方からの衝撃荷重に対する従来の代表的なバルクヘッドによる補強構造を示す。図6(a)の補強構造は、ドアリィンフォースメント4の後端に対向して、ピラー内を上下方向に仕切る水平方向のバルクヘッド8を設け、衝突時にドアリィンフォースメント4の後端を受け止めるようにしている。
しかしながら水平のバルクヘッド8では水平方向にピラーの断面崩れを防ぐ効果は大きいが、補強できる上下範囲が狭く、上下幅のあるドアリィンフォースメント4を受け止めるには不十分で、大きな衝撃荷重の作用によりバルクヘッド8の設置個所の上下位置でセンターピラー1の断面崩れが生じ、ピラー1が変形するおそれがある。
【0004】
図6(b)の補強構造は、センターピラー1の水平断面ほぼハット形のアウタパネル1aの内面に沿って、車内側へ開口する水平断面ほぼコ字形をなし、上下寸法をドアリィンフォースメント4に合わせたバルクヘッド9を設けて、上下の広い範囲を補強するようにしている。
しかしながら断面コ字形のバルクヘッド9では、前側の壁面部91でドアリィンフォースメント4を受け止めるため、大きな衝撃荷重が作用すると、壁面部91がピラー内部へ押し込まれて変易しやすく、補強効果が充分とは言えない。
【0005】
そこで水平方向に有効な先のバルクヘッド8と上下方向の範囲を補強する後のバルクヘッド9とを組合わせ、水平断面コ字形のバルクヘッド9内に水平方向のバルクヘッド8を設けることが考えられるが、複数部材を結合する手間がかかり生産性がよくない。
【0006】
また水平方向、上下方向ともに有効な補強構造として、下記特許文献1に、センターピラー内に上下に間隔をおいてピラー内部の断面を上下に仕切る複数の水平のバルクヘッドを設けるとともに、上下のバルクヘッド間に車幅方向に配して、ピラーの閉断面を前後に仕切る縦の補強板を設ける構造が記載されている。
特許文献1では、主に車両の側面衝突時に車体側方からセンターピラーに作用する衝撃荷重に対する剛性強化を図るようにしており、前方より作用する荷重に対しては、上記補強板を前後方向に設置することも考えられるが、この場合も上下のバルクヘッドと補強板とを結合する手間がかかり、生産性がよくない。
【特許文献1】特開平9−20267号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで本発明は、構造簡素で生産性がよく、水平方向かつ上下方向の広い範囲で補強効果を有効に発揮するバルクヘッドを用い、もって自動車のセンターピラーの前方からの衝撃荷重に対する剛性を強化する自動車のセンターピラー構造を実現することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、車体の側面のドア開口の後縁に沿って起立する閉断面のセンターピラーの内部の上下中間位置には、上記ドア開口を開閉するドアの内部に設置された前後方向に延びるドアリィンフォースメントの後端に対応する位置にバルクヘッドを設け、車両の前面衝突時に後方へ移動する上記ドアリィンフォースメントの後端を上記バルクヘッドで受け止めてセンターピラーの断面崩れを防止する自動車のセンターピラー構造において、上記バルクヘッドは、これをセンターピラーのアウタパネルの車外側の側壁に沿う第1の壁面部と、第1の壁面部の前縁および後縁から延出して上記アウタパネルの前壁および後壁に沿う第2および第3の壁面部とで車内側へ向けて開口する水平断面ほぼコ字形に一体形成するとともに、上下方向にほぼく字形に形成して下半部に車内方向へ下降傾斜する傾斜部を設け、上記傾斜部における上記第1の壁面部により、前後方向にほぼ水平面をなし車内方向へ下降傾斜する傾斜面をなして上記アウタパネル内を上下に仕切る仕切部を形成し、上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と対向せしめる(請求項1)。
前面衝突時に後方へ移動するドアリィンフォースメントの後端を、バルクヘッドの前後方向にほぼ水平面をなす仕切部と、これと一体の縦壁状の第2および第3の壁面部とで受け止めるので、仕切部およびその上下を含む範囲でセンターピラーの断面崩れを効果的に防止できる。またバルクヘッドは断面コ字形部材をく字形にプレス加工することにより一体成形でき、生産性がよい。
【0009】
上記バルクヘッドはその上下寸法を、上記ドアリィンフォースメントの上下幅とほぼ同じとし、上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と交差状に対向せしめる(請求項2)。
バルクヘッドにより、ドアリィンフォースメントからの荷重を最も効果的に受け止めることができる。
【0010】
上記第1の壁面部の上部を縦断面浅いL字形の屈曲形状として、前後方向に直線状に延びる屈曲部を形成する(請求項3)。
屈曲部によりバルクヘッドの前後方向の剛性を強化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
図5に示す車両のフロントドア開口2の後縁に沿うセンターピラー1の中間部10に本発明を適用した実施形態を説明する。
図1ないし図4に示すように、センターピラー1は、車内側へ向けて開口する断面ほぼハット形のアウタパネル1aと、車外側へ開口する浅い断面ほぼハット形のインナパネル1bとを組付けた閉断面構造をなす。
なお、アウタパネル1aは、その車外側の側壁11の前縁から屈曲して車内側へ向けた前壁12がフロントドア開口2に臨み、フロントドア開口2を開閉するフロントドア3の閉鎖時にドア後端面31と前後方向に近接対向するようにしてある。
【0012】
フロントドア3は、ドア本体とドア窓開口を囲むドアフレームとを備え(図5参照)、ドア本体はドアアウタパネル3aとドアインナパネル3bとからなる中空構造をなし、ドア本体内にはドアベルトライン30に沿ってドアリィンフォースメント4が設置してある。
ドアリィンフォースメント4は、互いに相対向する浅い断面ハット形の外板41と内板42とからなる閉断面構造をなし、ドア本体内の前後方向ほぼ全長にわたって、上下幅を有する帯状に形成してある。
【0013】
ドアリィンフォースメント4は、その外板41と内板42の上縁フランジ同士の結合部を、ドアインナパネル1bの上縁と一体に結合してあり、外板41と内板42の下縁フランジ同士の結合部がドアインナパネル1bの上下中間部に結合してある。ドアリィンフォースメント4の後端縁40はドア後端面31と近接対向せしめてある。
【0014】
ドアリィンフォースメント4の後端縁40に対向して、センターピラー1のアウタパネル1a内部にはバルクヘッド5が設置してある。
バルクヘッド5は金属板をプレス成形した一体成形品で、センターピラー1のアウタパネル1aの車外側の側壁11に対向する第1の壁面部5aと、第1の壁面部5aの前縁から車内側へ屈曲してアウタパネル1aの前壁12に沿う第2の壁面部5b、および第1の壁面部5aの後縁から屈曲してアウタパネル1aの後壁13に沿う第3の壁面部5cとで車内側へ向けて開口する水平断面ほぼコ字形をなす。バルクヘッド5の上下寸法はドアリィンフォースメント4の後端縁40の上下幅とほぼ同じ寸法に設定してある。
【0015】
バルクヘッド5は、センターピラー1のアウタパネル1aとインナパネル1bとを組付ける前に、アウタパネル1aに組付けておき、第1の壁面部5aの上下中央付近をアウタパネル1の側壁11内面に溶接結合するとともに、第2の壁面部5b、および第3の壁面部5cをそれぞれアウタパネル1aの前壁12内面および後壁13内面に溶接結合してある。
【0016】
バルクヘッド5は、前後方向に見て、上下中間位置で屈曲し、上半部よりも下半部を車内側かつ下方へ傾斜せしめてあり、全体の形状がほぼく字形をなす。
バルクヘッド5の第1の壁面部5aには、上下中央位置に車幅方向に車外側へ台形状に張り出す中央部51が形成してあり、該中央部51の下縁の屈曲部52より下方の下半部が車内側かつ斜め下方へ傾斜する傾斜面状をなしてアウタパネル1a内を上下方向に仕切る仕切部53を形成している。仕切部53は前後方向には直線状に延びるほぼ水平面をなす。仕切部53の下端は下方へ向けて屈曲形成してある。
【0017】
第1の壁面部5aの上部54は中央部51の上縁から屈曲して車内側へ向けた浅い段差を介して中央部51よりも一段車内側の位置でほぼ上方向に起立姿勢をなす。
このように上下方向に凹凸状に形成した第1の壁面部5aは、中央部51、仕切部53、上部54などの各部位の間に前後方向(幅方向)に直線状に延びる複数の屈曲部52,55,56,57を備え、これら屈曲部52,55,56,57により前後方向に面剛性が強化されている。
【0018】
バルクヘッド5の第2の壁面部5bおよび第3の壁面部5cは、上下方向全長に渡ってほぼ同一の幅寸法を有し、第1の壁面部5aの屈曲形状に合わせて凹凸状に屈曲した形状をなす。
【0019】
このように形成したバルクヘッド5は、センターピラー1の内部で、第2の壁面部5bの上から約3分の2の範囲が、ドアリィンフォースメント4の後端縁40の上から約3分の2の範囲と前後方向に対向せしめてあり、第1の壁面部5aの仕切部53の前縁がドアリィンフォースメント4の後端縁40と、車幅方向にその中心線CLを横切り、後端縁40と交差するように配置してある。
【0020】
車両の前面衝突時、その衝撃で後方へ移動したドアリィンフォースメント4の後端縁40がセンターピラー1に当接すると、ピラー内のバルクヘッド5にドアリィンフォースメント4から大きな衝撃荷重が作用する。
この場合、バルクヘッド5の第1の壁面部5aの仕切部53は車幅方向には傾斜面であるが前後方向には直線状の水平面をなしているから、ドアリィンフォースメント4による前方からの衝突荷重に対して変形せず、センターピラー1の断面崩れは防止される。かつ第1、第2、第3の縦方向の壁面部5a,5b,5cは仕切部53の周縁を結合しているから衝撃荷重に対して変形しにくい。従って、センターピラー1は仕切部53およびその上下の範囲にわたって断面崩れが効果的に防止される。
【0021】
また、車両の前面衝突時、車体前部の衝撃の入力位置がドアリィンフォースメント4よりも低いので、ドアリィンフォースメント4からバルクヘッド5へ作用する衝撃荷重は若干斜め上方へ向けて作用するが、バルクヘッド5の下半部に仕切部53を設てドアリィンフォースメント4の後端縁40を受けるようにしたので、上記衝撃荷重をより効果的に受け止めて衝撃荷重に対するより高い剛性を発揮できる。
【0022】
バルクヘッド5は第1の壁面部5aの上下複数個所に前後方向に延びる屈曲部52,55,56,57の補強作用で面剛性が強化してあるので、第1の壁面部5aの前後方向の面剛性が強化され、確実にドアリィンフォースメント4を受け止めることができる。
【0023】
またバルクヘッド5は仕切部53がバルクヘッド5のく字形に沿う傾斜面となっているので、容易にプレス加工で成形でき、生産性が良好である。
【0024】
なお、上述の実施形態のバルクヘッド5では、第1の壁面部5aの上部54を中央部51に対して傾斜面としたが、これに限らず上半部全体を上下に面一の縦面としてもよい。しかしながら第1の側面部5aの上半部の面剛性の強化の観点から上部と中央部との間に屈曲部を設けることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明のセンターピラー構造を示す要部斜視図である。
【図2】上記センターピラー構造のドアリィンフォースメントとバルクヘッドとの位置関係を示す前方から観た正面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿う水平断面図である。
【図4】図2のIV−IV線に沿う水平断面図である。
【図5】センターピラーおよびドアリィンフォースメントの位置関係を示す自動車の側面図である。
【図6】図6(a),(b)は従来の代表的な2種類のピラー構造を示すもので、一部破断した要部斜視図である。
【符号の説明】
【0026】
1 センターピラー
1a アウタパネル
11 側壁
12 前壁
13 後壁
2 ドア開口
3 ドア
4 ドアリィンフォースメント
40 後端縁(後端)
5 バルクヘッド
5a 第1の壁面部
5b 第2の壁面部
5c 第3の壁面部
53 仕切部
55,56 屈曲部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体の側面のドア開口の後縁に沿って起立する閉断面のセンターピラーの内部の上下中間位置には、上記ドア開口を開閉するドアの内部に設置された前後方向に延びるドアリィンフォースメントの後端に対応する位置にバルクヘッドを設け、車両の前面衝突時に後方へ移動する上記ドアリィンフォースメントの後端を上記バルクヘッドで受け止めてセンターピラーの断面崩れを防止する自動車のセンターピラー構造において、
上記バルクヘッドは、これをセンターピラーのアウタパネルの車外側の側壁に沿う第1の壁面部と、第1の壁面部の前縁および後縁から延出して上記アウタパネルの前壁および後壁に沿う第2および第3の壁面部とで車内側へ向けて開口する水平断面ほぼコ字形に一体形成するとともに、上下方向にほぼく字形に形成して下半部に車内方向へ下降傾斜する傾斜部を設け、
上記傾斜部における上記第1の壁面部により、前後方向にほぼ水平面をなし車内方向へ下降傾斜する傾斜面をなして上記アウタパネル内を上下に仕切る仕切部を形成し、
上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と対向せしめたことを特徴とする自動車のセンターピラー構造。
【請求項2】
上記バルクヘッドはその上下寸法を、上記ドアリィンフォースメントの上下幅とほぼ同じとし、
上記仕切部の前縁を上記ドアリィンフォースメントの後端と交差状に対向せしめた請求項1に記載の自動車のセンターピラー構造。
【請求項3】
上記第1の壁面部の上部を縦断面浅いL字形の屈曲形状として、前後方向に直線状に延びる屈曲部を形成した請求項2に記載の自動車のセンターピラー構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−61858(P2009−61858A)
【公開日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−230131(P2007−230131)
【出願日】平成19年9月5日(2007.9.5)
【出願人】(000110321)トヨタ車体株式会社 (1,272)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】