JP2009166557A - 車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドアヒンジから入力される衝突荷重に対して十分な反力を得ることができる車両の車体構造を提供する。
【解決手段】 センターピラー１は、断面ハット型のアウターピラー部材２と、アウターピラー部材２に接合され、アウターピラー部材２と協働して閉空間Ｓを形成するインナーピラー部材３とからなっている。アウターピラー部材２は、ドアヒンジ８が取り付けられたヒンジ取付部６と、ヒンジ取付部６に対してインナーピラー部材３側に屈曲されてなるピラー縦壁部７Ａ，７Ｂとを有し、ピラー縦壁部７Ａ，７Ｂにフランジ部５が一体的に設けられている。ピラー縦壁部７Ａにおけるドアヒンジ８に対応する高さ位置には、アウターピラー部材２を補強するためのビード状の補強部９が形成されている。補強部９は、ヒンジ取付部６からフランジ部５まで延び、インナーピラー部材３に接合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ドアヒンジが取り付けられるピラーを有する車両の車体構造に関するものである。

従来における車両の車体構造としては、例えば特許文献１に記載されているように、フロントピラーに複数の横ビードを車体の前後方向に延びるように設けることにより、フロントピラーのドアヒンジ取付け部を補強するようにしたものが知られている。
特開昭６３−５１８２２号公報

しかしながら、上記従来技術においては、フロントピラーのドアヒンジ取付け部側は複数の横ビードにより補強されているが、その反対側部分については特に補強はされていないため、ドアヒンジから入力される衝突荷重に対する反力をフロントピラーで十分に出すことができない。

本発明の目的は、ドアヒンジから入力される衝突荷重に対して十分な反力を得ることができる車両の車体構造を提供することである。

本発明の車両の車体構造は、ドアヒンジが取り付けられるヒンジ取付部を有する第１ピラー部材と、第１ピラー部材に接合され、第１ピラー部材と協働して閉空間を形成する第２ピラー部材とを備え、第１ピラー部材におけるドアヒンジに対応する高さ位置には、第１ピラー部材を補強するビード状の補強部が第１ピラー部材に一体的に形成されており、ビード状の補強部は、ヒンジ取付部から第２ピラー部材に向けて延びて第２ピラー部材に接合されていることを特徴とするものである。

このような本発明の車体構造においては、第１ピラー部材に一体的に形成されたビード状の補強部が第１ピラー部材のヒンジ取付部から第２ピラー部材に向けて延びて第２ピラー部材に接合された構造となっているので、ドアヒンジから入力される衝突荷重がピラー部材全体に効率良く伝達されるようになる。これにより、ドアヒンジからの入力荷重による第１ピラー部材の座屈が抑制され、ピラー部材全体により十分な反力を得ることができる。

好ましくは、ドアヒンジは、第２ピラー部材の反対側に突出した突起部を有し、ビード状の補強部は、突起部の位置に略一致するように形成されている。この場合には、ドアヒンジの突起部から第１ピラー部材に衝突荷重が入力される際に、モーメントによる曲げ入力が第１ピラー部材に加わりにくくなる。従って、ドアヒンジからの入力荷重による第１ピラー部材の座屈が一層抑制されるようになる。

また、本発明の車両の車体構造は、ドアヒンジが取り付けられるヒンジ取付部を有する第１ピラー部材と、第１ピラー部材に接合され、第１ピラー部材と協働して閉空間を形成する第２ピラー部材と、閉空間内におけるドアヒンジに対応する高さ位置に配置され、第１ピラー部材を補強する補強部材とを備え、補強部材は、ヒンジ取付部から第２ピラー部材に向けて延びていると共に、第１ピラー部材及び第２ピラー部材にそれぞれ接合されていることを特徴とするものである。

このような本発明の車体構造においては、補強部材を第１ピラー部材のヒンジ取付部から第２ピラー部材に向けて延びるように配置した状態で第１ピラー部材及び第２ピラー部材にそれぞれ接合した構造となっているので、ドアヒンジから入力される衝突荷重がピラー部材全体に効率良く伝達されるようになる。これにより、ドアヒンジからの入力荷重による第１ピラー部材の座屈が抑制され、ピラー部材全体により十分な反力を得ることができる。

好ましくは、ドアヒンジは、第２ピラー部材の反対側に突出した突起部を有し、補強部材は、突起部の位置に略一致するように配置されている。この場合には、ドアヒンジの突起部から第１ピラー部材に衝突荷重が入力される際に、モーメントによる曲げ入力が第１ピラー部材に加わりにくくなる。従って、ドアヒンジからの入力荷重による第１ピラー部材の座屈が一層抑制されるようになる。

また、好ましくは、補強部材には、ヒンジ取付部から第２ピラー部材に向けて延びるビードが形成されている。この場合には、第１ピラー部材が補強部材により更に強固に補強されるため、ドアヒンジからの入力荷重による第１ピラー部材の座屈が一層抑制されるようになる。

本発明によれば、ドアヒンジから入力される衝突荷重に対して十分な反力を得ることができる。これにより、乗員に与える影響を十分軽減することが可能となる。

以下、本発明に係わる車両の車体構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、車両の車体構造としてセンターピラーを例にとって説明する。図中、同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係わる車両の車体構造の第１実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線断面図である。各図において、本実施形態の車体構造を構成するセンターピラー１は、車両の左右両側において上下方向に延在し、リヤサイドドア（図示せず）を支持する支柱である。

センターピラー１は、断面ハット型のアウターピラー部材２と、このアウターピラー部材２に接合され、アウターピラー部材２と協働して閉空間Ｓを形成するインナーピラー部材３とからなっている。インナーピラー部材３には、閉空間Ｓ内において上下方向に延びる２つの溝部４が形成されている。アウターピラー部材２の車両前後方向の両側にはフランジ部５がそれぞれ設けられ、各フランジ部５がインナーピラー部材３にスポット溶接等で接合されている。

アウターピラー部材２は、ヒンジ取付部６と、このヒンジ取付部６に対してインナーピラー部材３側に屈曲されてなるピラー縦壁部７Ａ，７Ｂとを有し、ピラー縦壁部７Ａ，７Ｂに上記のフランジ部５が一体的に設けられている。

ヒンジ取付部６には、リヤサイドドア（図示せず）を開閉させる２つのドアヒンジ８（図１では１つのみ図示）が上下に取り付けられている。ドアヒンジ８は、車両外側（インナーピラー部材３の反対側）に突出した突起部８ａを有する断面Ｌ字型をなしている。

車両後側のピラー縦壁部７Ａにおけるドアヒンジ８に対応する高さ位置には、アウターピラー部材２を補強するための補強部９が形成されている。補強部９は、車両前側（ピラー縦壁部７Ｂ側）に凹むように形成されたビード状（溝状）を呈し、ヒンジ取付部６からフランジ部５まで延びている。そして、補強部９の端壁部９ａは、フランジ部５と共にインナーピラー部材３に接合されている。また、補強部９を形成する溝の底面位置は、ドアヒンジ８の突起部８ａの側面位置にほぼ一致しているのが好ましい。なお、補強部９は、例えばプレス加工等により形成される。このようなビード状の補強部９をピラー縦壁部７Ａに形成することにより、別の部品を追加せずにアウターピラー部材２を補強することができる。

ところで、アウターピラー部材２に補強部９が形成されていない場合には、以下の不具合が発生する。即ち、車両が側面衝突（側突）されると、車両に衝突荷重が入力される。ここで、ドアヒンジ８の突起部８ａは車両外側に突出しているため、図３に示すように、衝突荷重がドアヒンジ８から入力されてアウターピラー部材２に伝わるようになる。このとき、アウターピラー部材２のピラー縦壁部７Ａとドアヒンジ８の突起部８ａとの間にはオフセットがあるため、ピラー縦壁部７Ａには軸入力だけでなく、モーメントによる曲げ入力も加わることになる。しかし、ピラー縦壁部７Ａは、その軸入力及び曲げ入力に耐え得るのに十分な剛性・強度を持ち合わせていない。このため、図４に示すように、ピラー縦壁部７Ａの入力点に局部座屈が発生し、衝突荷重をセンターピラー１全体で受けることができず、衝突荷重に対するピラー反力が低下してしまう。

これに対し本実施形態では、アウターピラー部材２におけるドアヒンジ８の突起部８ａが位置する後側のピラー縦壁部７Ａにビード状の補強部９を形成したので、アウターピラー部材２自体が補強されるようになり、側突入力に対する座屈荷重（座屈強度）が高くなる。また、補強部９を形成するビード（溝）の底面位置をドアヒンジ８の突起部８ａの側面位置にほぼ一致させることにより、ピラー縦壁部７Ａの外壁面と突起部８ａとの間にオフセットがあっても、モーメントによる曲げ入力がピラー縦壁部７Ａに加わりにくくなる。

これにより、ドアヒンジ８からの衝突荷重の入力によるピラー縦壁部７Ａの局部座屈が抑制され、衝突荷重がアウターピラー部材２を介してインナーピラー部材３に効率良く伝達されるため、衝突荷重をセンターピラー１全体で受けることが可能となる。従って、ドアヒンジ８から入力される衝突荷重に対して十分なピラー反力を得ることができる。

図５は、本発明に係わる車両の車体構造の第２実施形態を示す斜視図であり、図６は、図５のVI−VI線断面図である。

各図において、本実施形態の車体構造を構成するセンターピラー１１は、上記第１実施形態におけるアウターピラー部材２に代えて、アウターピラー部材１２を有している。アウターピラー部材１２は、上記の補強部９がピラー縦壁部７Ａに形成されていない点で、上記のアウターピラー部２と異なっている。

また、センターピラー１１は、アウターピラー部材１２を補強するための補強板１３を更に有している。補強板１３は、両端部を互いに逆方向に屈曲させてなる断面クランク形状をなしている。補強板１３は、アウターピラー部材１２とインナーピラー部材３とで形成される閉空間Ｓ内におけるドアヒンジ８に対応する高さ位置に配置されていると共に、アウターピラー部材１２のヒンジ取付部６からフランジ部５まで延びている。

補強板１３の内側端部は、アウターピラー部材１２のフランジ部５とインナーピラー部材３とに挟み込まれている。そして、補強板１３は、アウターピラー部材１２及びインナーピラー部材３に接合されている。具体的には、補強板１３は、アウターピラー部材１２のヒンジ取付部６及びピラー縦壁部７Ａにそれぞれスポット溶接等で接合されていると共に、アウターピラー部材１２のフランジ部５及びインナーピラー部材１３にスポット溶接等で一括して接合されている。

また、ドアヒンジ８の突起部８ａの側面位置は、ピラー縦壁部７Ａの外壁面位置または補強板１３にほぼ一致しているのが好ましい。

このような補強板１３を設けることにより、例えばアウターピラー部材１２へのビードの形成がプレス技術上困難な場合であっても、簡単な部品の追加によりアウターピラー部材１２のピラー縦壁部７Ａを補強することが可能となる。

ここで、補強板１３の一端部がインナーピラー部材３に溶接されていない場合でも、補強板１３によってピラー縦壁部７Ａがある程度補強されるが、図７（ａ）に示すように、補強板１３の内側端部がフリーな状態になる分だけ座屈応力（座屈強度）が低下しやすくなる。一方、図７（ｂ）に示すように、補強板１３の内側端部をインナーピラー部材３に溶接すると、補強板１３の両端部がセンターピラー１１に支持されることになるため、座屈応力が高くなる。

以上のように本実施形態においては、アウターピラー部材１２のピラー縦壁部７Ａに補強板１３を取り付け、この補強板１３をインナーピラー部材３にも接合するようにしたので、ピラー縦壁部７Ａが十分補強されるようになり、側突入力に対する座屈荷重（座屈強度）が高くなる。また、ドアヒンジ８の突起部８ａの側面位置をピラー縦壁部７Ａの外壁面位置または補強板１３にほぼ一致させることにより、モーメントによる曲げ入力がピラー縦壁部７Ａに加わりにくくなる。

これにより、第１実施形態と同様に、ドアヒンジ８からの衝突荷重の入力によるピラー縦壁部７Ａの局部座屈が抑制され、衝突荷重をセンターピラー１１全体で受けることが可能となる。その結果、ドアヒンジ８から入力される衝突荷重に対して十分なピラー反力を得ることができる。

図８は、本発明に係わる車両の車体構造の第３実施形態を示す斜視図であり、図９は、図８のIX−IX線断面図である。

各図において、本実施形態の車体構造を構成するセンターピラー２１は、上記第２実施形態における補強板１３に代えて、断面略クランク形状の補強板２２を有している。補強板２２には、アウターピラー部材１２のヒンジ取付部６からインナーピラー部材３に向けて延びる複数のビード（溝）２３が形成されている。

補強板２２は、ビード２３の開口部位置がドアヒンジ８の突起部８ａの側面位置にほぼ一致するように配置されているのが好ましい。そして、補強板２２の外側端部は、ヒンジ取付部６にスポット溶接等で接合され、補強板２２の内側端部は、インナーピラー部材３に形成された溝部４の底面にアーク溶接、レーザー溶接及び接着剤等で接合されている。

このような本実施形態においては、複数のビード２３が形成された補強板２２を用いるので、アウターピラー部材１２をより強固に補強することができる。従って、第２実施形態と比べて、ドアヒンジ８からの衝突荷重の入力によるピラー縦壁部７Ａの局部座屈が一層抑制され、当該衝突荷重に対して更に十分なピラー反力を得ることができる。

また、ドアヒンジ８の突起部８ａがアウターピラー部材１２のピラー縦壁部７Ａから離れた位置に設けられている場合でも、補強板２２の配置部位をドアヒンジ８の突起部８ａの位置に合わせて調整することにより、ドアヒンジ８から入力される衝突荷重をセンターピラー２１全体に効率良く伝達することができる。

図１０は、本発明に係わる車両の車体構造の第４実施形態を示す斜視図であり、図１１は、図１０のXI−XI線断面図である。

各図において、本実施形態の車体構造を構成するセンターピラー３１は、上記第１実施形態におけるアウターピラー部材２に代えて、アウターピラー部材３２を有している。アウターピラー部材３２のピラー縦壁部７Ａには、上記第１実施形態における補強部９とは異なる構造を有するビード状（溝状）の補強部３３が形成されている。

補強部３３を形成するビードは、上記の補強部９を形成するビードよりも深くなっている。また、補強部３３の端壁部３３ａは、インナーピラー部材３に形成された溝部４の形状に合わせて屈曲状となっている。そして、その端壁部３３ａは、溝部４の底面にアーク溶接、レーザー溶接及び接着剤等で接合されている。

また、補強部３３を形成するビードの底面位置は、ドアヒンジ８の突起部８ａの側面位置にほぼ一致しているのが好ましい。

このような本実施形態においては、アウターピラー部材３２のピラー縦壁部７Ａにビード状の補強部３３を形成したので、上記第１実施形態と同様に、ドアヒンジ８からの衝突荷重の入力によるピラー縦壁部７Ａの局部座屈が抑制され、当該衝突荷重に対して十分なピラー反力を得ることができる。

また、ドアヒンジ８の突起部８ａがアウターピラー部材３２のピラー縦壁部７Ａから離れた位置に設けられている場合でも、補強部３３を形成するビードの深さをドアヒンジ８の突起部８ａの位置に合わせて調整することにより、ドアヒンジ８から入力される衝突荷重をセンターピラー３１全体に効率良く伝達することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、アウターピラー部材を補強するためのビード状の補強部及び補強板の構造は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

また、上記実施形態の車体構造はセンターピラーについてであるが、本発明は、例えばフロントサイドドアを開閉させるドアヒンジが取り付けられるフロントピラー等についても適用可能である。

本発明に係わる車両の車体構造（センターピラー）の第１実施形態を示す斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 アウターピラー部材に補強部が形成されていない場合のセンターピラーの断面である。 アウターピラー部材に補強部が形成されていない場合に、アウターピラー部材に座屈が発生した状態を示すセンターピラーの斜視図である。 本発明に係わる車両の車体構造（センターピラー）の第２実施形態を示す斜視図である。 図５のVI−VI線断面図である。 補強板の内側端部がインナーピラー部材に溶接されていない場合の座屈モデルと、補強板の内側端部がインナーピラー部材に溶接された場合の座屈モデルとを比較して示す図である。 本発明に係わる車両の車体構造（センターピラー）の第３実施形態を示す斜視図である。 図８のIX−IX線断面図である。 本発明に係わる車両の車体構造（センターピラー）の第４実施形態を示す斜視図である。 図１０のXI−XI線断面図である。

符号の説明

１…センターピラー（車体構造）、２…アウターピラー部材（第１ピラー部材）、３…インナーピラー部材（第２ピラー部材）、６…ヒンジ取付部、８…ドアヒンジ、８ａ…突起部、９…補強部、１１…センターピラー（車体構造）、１２…アウターピラー部材（第１ピラー部材）、１３…補強板（補強部材）、２１…センターピラー（車体構造）、２２…補強板（補強部材）、２３…ビード、３１…センターピラー（車体構造）、３２…アウターピラー部材（第１ピラー部材）、３３…補強部、Ｓ…閉空間。

Claims (5)

1. ドアヒンジが取り付けられるヒンジ取付部を有する第１ピラー部材と、
   前記第１ピラー部材に接合され、前記第１ピラー部材と協働して閉空間を形成する第２ピラー部材とを備え、
   前記第１ピラー部材における前記ドアヒンジに対応する高さ位置には、前記第１ピラー部材を補強するビード状の補強部が前記第１ピラー部材に一体的に形成されており、
   前記ビード状の補強部は、前記ヒンジ取付部から前記第２ピラー部材に向けて延びて前記第２ピラー部材に接合されていることを特徴とする車両の車体構造。
2. 前記ドアヒンジは、前記第２ピラー部材の反対側に突出した突起部を有し、
   前記ビード状の補強部は、前記突起部の位置に略一致するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両の車体構造。
3. ドアヒンジが取り付けられるヒンジ取付部を有する第１ピラー部材と、
   前記第１ピラー部材に接合され、前記第１ピラー部材と協働して閉空間を形成する第２ピラー部材と、
   前記閉空間内における前記ドアヒンジに対応する高さ位置に配置され、前記第１ピラー部材を補強する補強部材とを備え、
   前記補強部材は、前記ヒンジ取付部から前記第２ピラー部材に向けて延びていると共に、前記第１ピラー部材及び前記第２ピラー部材にそれぞれ接合されていることを特徴とする車両の車体構造。
4. 前記ドアヒンジは、前記第２ピラー部材の反対側に突出した突起部を有し、
   前記補強部材は、前記突起部の位置に略一致するように配置されていることを特徴とする請求項３記載の車両の車体構造。
5. 前記補強部材には、前記ヒンジ取付部から前記第２ピラー部材に向けて延びるビードが形成されていることを特徴とする請求項３または４記載の車両の車体構造。

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