(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の上下方向に沿って延設され、フロントドア開口部の後縁部を形成するセンタピラーのアウタパネル部材の車室内側に管状リンホース部材が配置される自動車のセンタピラー構造において、
前記管状リンホース部材は、一端側が他端側より縮径された断面形状を有するとともに、一端側には、管内方向に向かって所定距離だけへこむように形成されたへこみ部が、長手方向に沿って所定距離だけ形成されており、
前記へこみ部は、他端側より縮径されている一端側の外周長と、他端側における外周長とが略同一外周長をなすように、へこみ深さが設定されるとともに、
へこみ深さは、前記管状リンホース部材の上端側から中間部に向かうにしたがって、徐々に浅くなるように形成され、各断面における外周長が略同一外周長をなすように、連続的に形成され、
前記へこみ部にシートベルトのショルダアンカボルト取付部を設け、前記管状リンホース部材を前記センタピラー内に配する際、前記へこみ部が車体インナ側からアウタ側に向かって突出する方向に配置したことを特徴とする自動車のセンタピラー構造。
【請求項２】
前記へこみ部は、前記管状リンホース部材の一端側にある上端部から略中間部にかけて形成されていて、そのへこみ深さは、前記管状リンホース部材の上端側が最深となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車のセンタピラー構造。
【請求項３】
前記管状リンホース部材は、前記アウタパネル部材に直接接合固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のセンタピラー構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のセンタピラー構造に関し、詳しくは、チューブフォーミングによる管状成型部材をセンタピラーの補剛部材に適用した際のセンタピラー構造に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、車体を構成する構成部材は、鋼板を所望の形状にプレス成形し、それらをコ字断面やハット型断面形状に組み合わせたり、重ね合わせたりした状態でフランジを溶接結合することにより、閉断面構造を形成して必要な強度を備えるようにしていた。特に、自動車のセンタピラー構造においては、近年の車体の剛性向上の要請から、センタピラーの最外殻をなすアウタパネル部材と最内殻をなすインナパネル部材との間には、多数の鋼板からなる補強部材を内嵌挿入した状態で互いに溶接結合して、強度を高く保持し衝撃受容時の車内変形を抑制するようにしていた。
ところで、近年では、自動車の構成部材を鋼板製から鋼管製に変更する機運が高まっており、そのようなチューブフォーミングのなかでも、とりわけ、鋼管を液圧で膨らませて所望の形を作る液圧成形（ハイドロフォーム）による成型部材を自動車の構成部材に採用するメーカが増加しつつある。
このハイドロフォームでは、複雑かつ断面形状の異なる筒状部材の一体成形が可能であって、鋼板製からなる構成部材よりも少ない部品点数で同一スペースにおける断面形状を拡大することができ、低コスト、軽量化、高剛性などが得られるためである。そして、このハイドロフォームにより成型された部材をセンタピラーの補剛部材として適用した例が、特開2000-95146号公報に開示されている。
【０００３】
しかし、このハイドロフォームのようなチューブフォーミングでは、複雑な断面形状を得ることが可能であるものの、特に硬い材質の鋼管を使用した場合、成型前の鋼管の外周長（管周）と成型後の鋼管の外周長との間に大きな差異を設けることは困難であり、特に先行例に記載のセンタピラーの補剛部材のように、細い上端側と太い下端側とでの外周長の差が大きな成型部材に適応しようとすると、事前に、鋼管をテーパ状に予備成型しなければならなかったり、肉厚が狙った分布とならなかったりして、生産性の向上の妨げとなってしまう問題がある。
さらに、一般的な車体の構造部材では、形状による強度差が少ない方が好ましいため、センタピラーの補剛部材のように断面形状が大きく絞られるような成型部材では、小径部に補強部材が必要となる可能性もあり、部品点数の削減効果を減ずる虞もある。
【０００４】
そこで、この発明は、上述したような従来の自動車のセンタピラー構造が有している問題点を解決するためになされたものであって、硬い材質の鋼管を使用したチューブフォーミング成型部材をセンタピラーの補剛部材に適用する際に、成型前の鋼管の外周長と成型後の鋼管の外周長との間に大きな差異を設けることなく複雑な断面形状を成型可能とするとともに、肉厚を狙った通りの分布とすることができて、軽量化、簡素化、低コスト、高剛性を同時に達成することのできる自動車のセンタピラー構造を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、車体の上下方向に沿って延設され、フロントドア開口部の後縁部を形成するセンタピラーのアウタパネル部材の車室内側に管状リンホース部材が配置される自動車のセンタピラー構造において、
前記管状リンホース部材は、一端側が他端側より縮径された断面形状を有するとともに、一端側には、管内方向に向かって所定距離だけへこむように形成されたへこみ部が、長手方向に沿って所定距離だけ形成されていることを特徴とする。
【０００６】
前記管状リンホース部材に形成されたへこみ部は、他端側より縮径されている一端側の外周長と、他端側における外周長とが略同一外周長をなすように、へこみ深さが設定されていることを特徴とする。
【０００７】
前記へこみ部は、前記管状リンホース部材の一端側にある上端部から略中間部にかけて形成されていて、そのへこみ深さは、前記管状リンホース部材の上端側が最深とされ、中間部に向かうのにしたがって、徐々にへこみ深さが浅くなっていくように形成されるとともに、各断面における外周長が略同一外周長をなすように、連続的に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記へこみ部にシートベルトのショルダアンカボルト取付部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
前記管状リンホース部材は、前記アウタパネル部材に直接接合固定されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最も好適と思われる実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が自動車のセンタピラー構造に適用された場合の実施形態の一例を示した説明図、図２は、図１中の車体を一側方から見た際の側面図、図３（ａ）は、図１中のセンタピラー構造を車体外側から見た際の分解斜視図、（ｂ）は、図１中のセンタピラー構造を車体内側から見た際の斜視図、図４（ａ）〜（ｄ）は、図３（ｂ）中に示された各断面毎の矢視図を示している。ここで、センタピラーは、車体の左右両側に等しく設けられるものであるから、車体左側のセンタピラー構造についての説明を行う。
【００１２】
図１〜４に示すように、本発明の実施形態におけるセンタピラー１０は、センタピラーアウタ１１，管状インナリンホース１２から主に構成される。
【００１３】
センタピラー１０は、図１，２に示すように、車両の前席と後席とを隔てるように車体左右両側に立設されるサイドメンバであって、その上端は、ルーフサイドレール１３の側端部、下端は、サイドシル１４の上端部にそれぞれ接合されることによって、車体の横剛性を確保するものである。
このセンタピラー１０の最外殻をなすセンタピラーアウタ１１は、車体の上下方向に向かって延設された板状部材であり、センタピラーアウタ１１の上方から下方に向かうのにしたがって、短手方向の横幅が徐々に拡がっていく末広がり形状に形成され、車体左側（アウタ側のこと。図２中では、紙面手前側）に所定距離だけ突出された中央部１１ａと、この中央部１１ａを車体前後方向から挟んだ前側部１１ｂと後側部１１ｃとが上下方向、つまり長手方向に沿って一体的に折り曲げ形成されているとともに、前側部１１ｂおよび後側部１１ｃの車体前，後側縁には、車体前，後方向に向かってそれぞれ折り曲げられた前，後側フランジ１１ｄ，１１ｅが長手方向に沿って形成されていることによって、センタピラーアウタ１１は、車体右側（インナ側のこと。図２中では、紙面奥側）に向かって開口した略ハット型断面形状を有している。
【００１４】
センタピラーアウタ１１のインナ側に沿って配置される管状インナリンホース１２は、複数の鋼板材からなる従来のリンホース部材に代わって配置される補剛部材であって、鋼管をチューブフォーミング、たとえばハイドロフォームによって、上端側の断面形状が大きく絞られるように加工成型されたものである。
この管状インナリンホース１２の長手方向における長さ距離は、管状インナリンホース１２の上端部をセンタピラーアウタ１１の中央部１１ａの上端部に合わせた状態にして配置すると、管状インナリンホース１２の下端部が、センタピラーアウタ１１の所定位置に形成された上部リヤドアヒンジ取付部１５と下部リヤドアヒンジ取付部１６との間に位置するように設定されており、この管状インナリンホース１２によってセンタピラーアウタ１１の窓肩対向部が補剛される。そして、インナリンホース１２の短手方向における横幅は、センタピラーアウタ１１と同様に、上方から下方に向かうのにしたがって徐々に拡幅されていく末広がり形状に形成されている。
【００１５】
管状インナリンホース１２のアウタ側面は、センタピラーアウタ側、つまり管外方向に向かって略山型に突出するように液圧成形されており、この管状インナリンホース１２がセンタピラーアウタ１１のインナ側に配置された際に、センタピラーアウタ１１の中央部１１ａと接触しないように所定距離だけ突出された突出部１２ａと、この突出部１２ａを車体前後方向から挟み、センタピラーアウタ１１の前側部１１ｂ、後側部１１ｃと対向配置される前，後側部１２ｂ，１２ｃとが長手方向に沿って一体的に形成されている。
【００１６】
管状インナリンホース１２のインナ側面には、対向するアウタ側面、つまり管内方向に向かって所定距離だけへこむように液圧成形されたへこみ部１２ｄが、長手方向に沿って所定距離だけ形成されている。このへこみ部１２ｄは、管状インナリンホース１２の上端部から略中間部にかけて形成されていて、インナ側面を補強するビード形状を備えているとともに、そのへこみ深さは、管状インナリンホース１２の小径部とされる上端部の外周長と、大径部とされる中間部の外周長および下端部の外周長とがそれぞれ略同一外周長をなすように、管状インナリンホース１２の上端側が最深とされ、中間部に向かうのにしたがって、徐々にへこみ深さが浅くなっていくように形成されている。
【００１７】
さらに、管状インナリンホース１２のインナ側面の所定位置には、所定径状の取付孔１７が２箇所穿設されているとともに、一方の取付孔１７には、シートベルトのショルダアンカボルト１８を固定するためのウェルディングナット１９が取り付けられている。この取付孔１７は、へこみ部１２ｄの深部に穿設されており、ショルダアンカボルト１８をウェルディングナット１９に取り付けた際に、ショルダアンカボルト１８のボルトヘッド１８ａが、へこみ部１２ｄ内にほぼ納まるような位置とされている。また、他方の取付孔１７は、へこみ部１２ｄが形成されていない略中間部近傍に設けられている。
【００１８】
センタピラーアウタ１１のインナ側に配置された管状インナリンホース１２は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、センタピラーアウタ１１のインナ側面の一部と管状インナリンホース１２のアウタ側面の一部とが長手方向に沿って当接した状態となっており、その当接部位の所望位置を溶接により接合固定して結合部２０とすることにより、管状インナリンホース１２はセンタピラーアウタ１１に直接、強固に固定されることとなる。
【００１９】
そして、このように構成されたセンタピラー１０のインナ側には、車体の上下方向に向かって延設され、アウタ側に向かって開口した略ハット型断面形状を有する板状部材のセンタピラーインナ（図示略）が配置される。このセンタピラーインナの前，後端縁には、センタピラーアウタ１１の前，後側フランジ１１ｄ，１１ｅと接合固定されるフランジが形成されていて、センタピラーインナとセンタピラーアウタ１１との各フランジが接合されることによってセンタピラー１０の閉断面構造が形成される。
【００２０】
このように、センタピラー１０を構成するセンタピラーアウタ１１のインナ側には、管状インナリンホース１２が配置されることによって、センタピラーアウタ１１の窓肩対向部の抗力が増加されるとともに、溶接継ぎ目がなく、一体成形された管状インナリンホース１２のアウタ側面には管外方向、インナ側面は管内方向にそれぞれ向かって突出成形されていることによって、さらに剛性が向上されている。そのため、車体の側方から衝撃が加わってセンタピラー１０がサイドドアやサイドシル１４などの構造物とともにインナ側に向かって変形進入する際には、まずセンタピラーアウタ１１が変形を開始するが、管状インナリンホース１２との間に潰代が形成されていることにより、衝撃力を充分に吸収するスペースが確保されていて窓肩対向部の変形が最小限に押しとどめられる。そして、窓肩対向部の変形が阻止されたセンタピラーアウタ１１そのものが、インナ側に進入しようとすると、突出部１２ａおよびへこみ部１２ｄが形成されて、より剛性が高められた管状インナリンホース１２は断面変形しにくく、しかも、センタピラーアウタ１１とセンタピラーインナとの結合構造に従来と変更はないので、センタピラーアウタ１１の窓肩対向部の変形を阻止しながらもセンタピラー１０がインナ側に安定して進入させることができるようになる。
【００２１】
このように、本発明によるセンタピラー構造によれば、センタピラー１０のセンタピラーアウタ１１は、インナ側に向かって開口した略断面ハット型形状であるとともに、上方から下方に向かうのにしたがって徐々に拡幅されていく末広がり形状に形成されている。このようなセンタピラーアウタ１１のインナ側の長手方向に沿って配置されるように液圧成形された管状インナリンホース１２は、センタピラーアウタ１１と同様、上端部が小径部、下端部が大径部に形成されている。そのような管状インナリンホース１２の上端部の外周長と、中間部の外周長および下端部の外周長とがそれぞれ略同一外周長をなすために、インナ側面には管内方向に向かってへこまされたへこみ部１２ｄが設けられているとともに、このへこみ部１２ｄのへこみ形状は、管状インナリンホース１２の上端側が最深とされ、中間部に向かうのにしたがって、徐々にへこみ深さが浅くなっていくように形成されている。それらのことにより、特に硬い材質の鋼管を管状インナリンホース１２として使用する場合でも、成型前の鋼管の外周長と成型後の管状インナリンホース１２の外周長とをほぼ同一のまま上方細りの外観を実現することができて、事前に、鋼管をテーパ状に予備成型することなく、複雑な断面形状を成型可能とすることができるようになるとともに、成型後の肉厚を狙った通りの分布とすることができ、複雑な形状による強度差を減少させることができるようになる。また、管状インナリンホース１２の上端部における小径部の長手方向に沿ってへこみ部１２ｄを設けたことにより、小径部を補強するビード形状を兼ね備えることとなるので、小径部を補強する補強部材の必要はなくなり、部品点数を削減することができるとともに、そのへこみ部１２ｄにショルダアンカボルト１８を取り付けても、シートベルトからの引張力に十分抗力を発揮させることができるようになり、ブラケット類が不要となる。しかも、ボルトヘッド１８ａをへこみ部１２ｄにほぼ収めることなるので、室内側への突出量を最小限とすることでできて、室内空間を最大限に活用することができるようになる。
【００２２】
これらの結果、チューブフォーミング成形からなる管状部材をセンタピラーの補剛部材として使用することにより、部品点数の削減に伴うセンタピラーの軽量化、簡素化を得ることができるとともに、車体の側方からの衝撃力から車内変形を効果的に抑制して、乗員の安全性をより向上させる高剛性を低コストに実現することができるようになる。
【００２３】
なお、本発明の自動車のセンタピラー構造は、センタピラーのみに適用されるものではなく、たとえばフロントピラーやリヤクォータピラー、或いはサイドシルなどの車体フレーム部材にも適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自動車のセンタピラー構造によれば、硬い材質の鋼管を使用したチューブフォーミング成型部材をセンタピラーの補剛部材に適用する際に、成型前の鋼管の外周長と成型後の鋼管の外周長との間に大きな差異を設けることなく複雑な断面形状を成型可能とするとともに、肉厚を狙った通りの分布とすることができて、センタピラーの軽量化、簡素化、低コスト、高剛性を同時に達成することが可能な自動車のセンタピラー構造を提供することができる。しかも、へこみ部にショルダアンカボルトを取り付けたので、シートベルトからの引張力に十分抗力を発揮させることができるようになり、ブラケット類が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が自動車のセンタピラー構造に適用された場合の実施形態の一例を示した説明図である。
【図２】図１中の車体を一側方から見た際の側面図である。
【図３】（ａ）は、図１中のセンタピラー構造を車体外側から見た際の分解斜視図、（ｂ）は、図１中のセンタピラー構造を車体内側から見た際の斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図３（ｂ）中に示された各断面の矢視図である。
【符号の説明】
１０    センタピラー
１１    センタピラーアウタ
１１ａ  中央部
１１ｂ  前側部
１１ｃ  後側部
１２    管状インナリンホース
１２ａ  突出部
１２ｂ  前側部
１２ｃ  後側部
１２ｄ  へこみ部
１７    取付孔
１８    ショルダアンカボルト
１９    ウェルディングナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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