特開 2024-4063 車両のセンタピラー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024004063

(43)【公開日】2024-01-16

(54)【発明の名称】車両のセンタピラー

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/04 20060101AFI20240109BHJP

   B60J 5/00 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

B62D25/04 B

B60J5/00 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022103512

(22)【出願日】2022-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000157083

【氏名又は名称】トヨタ自動車東日本株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 政行

(72)【発明者】

【氏名】立神 清浩

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA02

3D203BB55

3D203BB62

3D203CA25

3D203CA33

3D203CA53

3D203CB04

3D203CB09

3D203DA33

3D203DA34

(57)【要約】

【課題】車両のセンタピラーの耐衝突性に係る構造を改善する。
【解決手段】ロワピラーリインホースメント１８の上端部とアッパピラーリインホースメント２０の下端部は重ねられて接合されている。ロワピラーリインホースメント１８には、側面衝突時にインパクトビーム１２を受けるインパクトビーム受け部３４が設けられている。アッパピラーリインホースメント２０には、リアドアを支持するロワヒンジ２２が固定された位置から下方に延びる舌片部３２が設けられている。ロワピラーリインホースメント１８には、インパクトビーム受け部３４と舌片部３２の間に、上下方向に延びる縦凹ビード４２が形成されている。側面衝突時、ロワピラーリインホースメント１８は、縦凹ビード４２を起点に屈曲する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の側面のフロントドアとリヤドアの間に配置されたセンタピラーであって、
ロワピラーリインホースメントと、
前記ロワピラーリインホースメントの上端部に下端部が重ねられて接合されたアッパピラーリインホースメントと、
前記ロワピラーリインホースメントに設けられ、側面衝突時に前記フロントドア内のドアインパクトビームを受けるインパクトビーム受け部と、
前記アッパピラーリインホースメントに設けられ、前記リヤドアを支持するドアヒンジが固定されるドアヒンジ固定部と、
前記アッパピラーリインホースメントの一部であって、前記ドアヒンジ固定部から下方に延び、前記インパクトビーム受け部の後方に位置する舌片部と、
を備え、
前記ロワピラーリインホースメントの車両の外側を向く面には、前記インパクトビーム受け部と前記舌片部の間に、上下方向に延びる谷線が形成されている、
車両のセンタピラー。

【請求項2】

請求項１に記載の車両のセンタピラーであって、前記ロワピラーリインホースメントの車両外側を向く面には、前記インパクトビーム受け部近傍の上方と下方をそれぞれ通って前後方向に延びる２つの谷線が形成されている、車両のセンタピラー。

【請求項3】

請求項１または２に記載の車両のセンタピラーであって、前記アッパピラーリインホースメントは、前記ロワピラーリインホースメントより高強度の鋼板製である、車両のセンタピラー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の側面のフロントドアとリヤドアの間に配置されたセンタピラーに関する。

【背景技術】

【0002】

車両側面にフロントドアとリヤドアを備えたいわゆる４ドア車が知られている。４ドア車の多くは、フロントドアとリヤドアの間に、フロア側縁のロッカーとルーフ側縁のルーフサイドレールとをつなぐように配置されたセンタピラーを備える。特許文献１には、側面衝突に対する車両のセンタピラー構造の耐衝撃構造の例が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１３／０３８５０５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

センタピラーは、側面衝突に関して重要な強度部材であり、その構造には改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る車両のセンタピラーは、ロワピラーリインホースメントと、ロワピラーリインホースメントの上端部に下端部が重ねられて接合されたアッパピラーリインホースメントと、ロワピラーリインホースメントに設けられ、側面衝突時にフロントドア内のドアインパクトビームを受けるインパクトビーム受け部と、アッパピラーリインホースメントに設けられ、リヤドアを支持するドアヒンジが固定されるドアヒンジ固定部と、アッパピラーリインホースメントの一部であって、ドアヒンジ固定部から下方に延び、インパクトビーム受け部の後方に位置する舌片部とを備える。さらに、ロワピラーリインホースメントの車両の外側を向く面には、インパクトビーム受け部と舌片部の間に、上下方向に延びる谷線が形成されている。

【0006】

側面衝突時に、インパクトビーム受け部と舌片部の間の上下方向に延びる谷線を起点としてロワピラーリインホースメントが屈曲する。

【0007】

上記の車両のセンタピラーは、ロワピラーリインホースメントの車両外側を向く面に、前記インパクトビーム受け部近傍の上方と下方をそれぞれ通って前後方向に延びる２つの谷線が形成されているものとすることができる。

【0008】

上記の車両のセンタピラーは、アッパピラーリインホースメントが、ロワピラーリインホースメントより高強度の鋼板製であるものとすることができる。

【発明の効果】

【0009】

側面衝突時に、ロワピラーリインホースメントが、インパクトビーム受け部と舌片部の間の上下方向に延びる谷線を起点としてＷ字状に屈曲することにより、センタピラーの車両内側への進入量が抑制され、またロワピラーリインホースメントとピラーインナ部材との接合点の破断が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両のセンタピラーおよびフロントドア内に配置されたインパクトビームを示す図である。

【図2】センタピラーの下端部を示す拡大図である。

【図3】図２のIII－III線によるセンタピラーの断面を模式的に示す図である。

【図4】図２のIV－IV線によるセンタピラーの断面を模式的に示す図である。

【図5】図２のＶ－Ｖ線によるセンタピラーの断面を模式的に示す図である。

【図6】ロワピラーリインホースメントの断面形状の他の例を示す断面図である。

【図7】側面衝突によるセンタピラーの変形の様子を示す断面図である。

【図8】側面衝突によるセンタピラーの変形の様子を車両前方から見た状態を示す図である。

【図9】側面衝突によるロワピラーリインホースメントの変形の様子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。以下の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下等の相対位置および向きを表す語句は、車両に関する相対位置および向きを表す。また、車両の左右方向（幅方向）において車両の前後方向に延びる中心線に近い側を車幅方向内側、遠い側を車幅方向外側と記す。各図において、矢印ＦＲの向きが前方、矢印ＵＰの向きが上方、矢印ＬＨの向きが左方、矢印ＯＵＴの向きが車幅方向外側である。

【0012】

図１，２は、車両のセンタピラー１０とインパクトビーム１２を模式的に示す図である。インパクトビーム１２は、フロントドア（不図示）のドアパネル内に配置されている。図１，２は、車両の左側のセンタピラー１０を示しており、右側のセンタピラーは、図示するセンタピラー１０と左右対称である。図１，２においては、フロントドアのインパクトビーム１２のみが示され、フロントドアの他の構成は省略されている。

【0013】

センタピラー１０は、フロントドア（不図示）とリヤドア（不図示）の間に配置され、下端において、車両のフロアの側縁を前後方向に延びるロッカー１４に結合され、上端において、ルーフ側縁を前後方向に延びるルーフサイドレール（不図示）に結合されている。センタピラー１０は、上下２つの部分からなるピラーリインホースメント１６を含む。下側の部分をロワピラーリインホースメント１８、上側の部分をアッパピラーリインホースメント２０と記す。ロワピラーリインホースメント１８は、下端部においてロッカーに溶接等の手法により接合されている。ロワピラーリインホースメント１８の上端部には、アッパピラーリインホースメント２０の下端部が重ねられ、溶接等の手法により接合されている。図１において、ロワピラーリインホースメント１８の上縁１８ａが破線で示され、アッパピラーリインホースメント２０の下縁２０ａが実線で示されている。アッパピラーリインホースメント２０は上端部において、ルーフサイドレールに結合されている。

【0014】

センタピラー１０には、リヤドアを車体に対して開閉可能に支持する２つのドアヒンジ２２，２４が結合されている。下側に位置するヒンジをロワヒンジ２２、上側に位置するヒンジをアッパヒンジ２４と記す。ロワヒンジ２２は、アッパピラーリインホースメント２０の下端部、特に下縁２０ａの近傍に固定されている。ロワヒンジ２２が固定されている部分をロワヒンジ固定部２６（図５参照）と記す。ロワヒンジ固定部２６は、アッパピラーリインホースメント２０がロワピラーリインホースメント１８と重ねられている範囲に位置する。ロワヒンジ２２は、ロワおよびアッパピラーリインホースメント１８，２０を貫通するボルト２８とナット３０により、２箇所でセンタピラー１０に固定されている。アッパヒンジ２４は、アッパピラーリインホースメント２０に、ボルトとナットにより固定されている。

【0015】

アッパピラーリインホースメント２０は、下端部に、ロワヒンジ２２が固定されたロワヒンジ固定部２６から下方に延びる舌片部３２を有している。舌片部３２においても、アッパピラーリインホースメント２０は、ロワピラーリインホースメント１８に接合されている。また、ロワピラーリインホースメント１８には、フロントドアを閉じたときのインパクトビーム１２の後端部の車幅方向内側にインパクトビーム受け部３４が設けられている。インパクトビーム受け部３４は、側面衝突時、衝突荷重を受けて車幅方向内側に向けて移動するインパクトビーム１２を受け、センタピラー１０によってインパクトビーム１２を支えてフロントドアの変形および移動を抑制する。

【0016】

図３－５は、センタピラー１０の下端部およびインパクトビーム１２の図２に示すIII－III線、IV－IV線、およびＶ－Ｖ線による断面を模式的に示す図である。図１－５を参照して、インパクトビーム受け部３４および舌片部３２の周囲のセンタピラー１０の構成を詳述する。

【0017】

図３に示されるように、ロワピラーリインホースメント１８は、車幅方向外側に隆起する略ハット形状を有している。図示されていないがアッパピラーリインホースメント２０も同様に外側に向けて隆起したハット形状を有する。ロワピラーリインホースメント１８の開口を覆うようにピラーインナメンバ３６が配置されている。ピラーインナメンバ３６も略ハット形状を有し、ロワピラーリインホースメント１８とは逆に車幅方向内側に隆起するハット形状である。ロワピラーリインホースメント１８とピラーインナメンバ３６の、それぞれのハット形状の鍔の部分であるフランジ３８とフランジ４０がスポット溶接によって接合されている。ピラーインナメンバ３６は上方に延び、アッパピラーリインホースメント２０とも両者のフランジにてスポット溶接によって接合されている。

【0018】

インパクトビーム受け部３４は、ロワピラーリインホースメント１８の車幅方向外方に向いた面の他の部分より車幅方向において外側に位置している。これにより、図３に示すように、インパクトビーム受け部３４と舌片部３２に対向する部分との間に段差が形成されている。

【0019】

ロワピラーリインホースメント１８の車幅方向外側を向く面、つまりハット形状の頂面には、インパクトビーム受け部３４と舌片部３２の間を上下方向に延びる縦凹ビード４２、並びにインパクトビーム受け部３４の上方および下方をそれぞれ通り前後方向に延びる上側横凹ビード４４および下側横凹ビード４６が形成されている。上側および下側横凹ビード４４，４６は、ロワピラーリインホースメント１８の頂面の全幅にわたって延び、上側横凹ビード４４は舌片部３２と交差し、下側横凹ビード４６は舌片部３２の下方を通っている。縦凹ビード４２は、上端において上側横凹ビード４４に接続し、下端において下側横凹ビード４６に接続している。これにより、縦凹ビード４２と上側および下側横凹ビード４４，４６は、概略的にエの字形に配置される。縦凹ビード４２と、上側および下側横凹ビード４４，４６の底は谷線を形成し、センタピラー１０が屈曲するとき、この谷線が屈曲の起点になる。また、谷線は、図６に示すように、段差の隅に形成される谷線４８であってもよい。

【0020】

図７－９は、側面衝突時のセンタピラーの変形の様子を示す図である。図７－９において、変形後の構成要素には、変形前の構成要素の符号に「Ｄ」を付して示している。側面衝突において、センタピラー１０のロワピラーリインホースメント１８には、フロントドア内のインパクトビーム１２からの荷重Ｆ１と、リアドアのロワヒンジ２２からの荷重Ｆ２が入力する。インパクトビーム１２からの荷重Ｆ１は、インパクトビーム受け部３４に入力し、ロワヒンジ２２からの荷重Ｆ２は、ロワヒンジ固定部２６に入力する。ロワヒンジ固定部２６に入力した荷重Ｆ２の一部（Ｆ２ａ）は、ロワヒンジ固定部２６近傍の舌片部３２を介して、舌片部３２に対向するロワピラーリインホースメント１８の領域に入力される。フロントドアからの荷重Ｆ１を前側衝突荷重Ｆ１、リアドアからの荷重Ｆ２ａを後側衝突荷重Ｆ２ａと記す。前側衝突荷重Ｆ１の入力位置と後側衝突荷重Ｆ２ａの入力位置との間には、縦凹ビード４２が設けられている。側面衝突時、前側および後側衝突荷重Ｆ１，Ｆ２ａが入力すると、ロワピラーリインホースメント１８は、縦凹ビード４２の位置で屈曲し、図７に示すようにＷ字形に変形する。Ｗ字形に変形することによって、車幅方向内側への進入量が、一点鎖線で示すＷ字形の変形がない場合に比べ、図７においてｄで示すように抑制される。また、またフランジ３８，４０の上下方向の延び（図８において矢印Ｔで示す方向の延び）も抑制され、フランジ３８，４０の接合点の破断が抑制される。図９は、ロワピラーリインホースメント１８の側面衝突時の変形を示す図２のＶ－Ｖ線による断面図である。上側横凹ビード４４と下側横凹ビード４６が起点となって、ロワピラーリインホースメント１８が屈曲する。

【0021】

側面衝突時、ロワヒンジ２２からの入力をインパクトビーム受け部３４の隣接領域に確実に伝えるため、ロワヒンジ固定部２６およびロワヒンジ固定部２６から延びる舌片部３２の強度は高いことが望まれる。これは、例えば、ロワヒンジ固定部２６および舌片部３２が属するアッパピラーリインホースメント２０を構成する鋼板を高強度のものとするこで実現される。センタピラー１０においては、アッパピラーリインホースメント２０を構成する鋼板の降伏応力を、ロワピラーリインホースメント１８を構成する鋼板の降伏応力の３倍以上、好ましくは４倍以上として強度を高めている。

【符号の説明】

【0022】

１０ センタピラー、１２ インパクトビーム、１６ ピラーリインホースメント、１８ ロワピラーリインホースメント、２０ アッパピラーリインホースメント、２２ ロワヒンジ（ドアヒンジ）、２６ ロワヒンジ固定部（ドアヒンジ固定部）、３２ 舌片部、３４ インパクトビーム受け部、３６ ピラーインナメンバ、４２ 縦凹ビード（谷線）、４４ 上側横凹ビード（谷線）、４６ 下側横凹ビード（谷線）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】