(57)【要約】【課題】  ピラーの長手方向に対する垂直方向の断面を大きくすることなく、ピラーの剛性を向上きせかつピラーの長手方向に対する垂直方向の断面を小さくするとともに軽量化することが可能な自動車用ピラーを提供する。【解決手段】  ３次元形状の自動車用ピラー１０を構成し、超塑性金属材料を用いて形成され、室内側において長手方向に連続した凹部２１が形成されたピラーインナ２０と、ドレイン６０、ハーネス７０およびアンテナ線８０のうち少なくとも１つを有して成形され、前記ピラーインナ２０と前記凹部２１において係合する室内用カバー４０と、前記ピラーインナ２０の前記室内用カバー４０と係合する側と反対側で前記ピラーインナ２０と係合し、前記ドレイン６０、ハーネス７０およびアンテナ線８０のうち室内用カバー４０にて設けられたもの以外を有して成形された係合部材５０と、を有することを特徴とする。【選択図】  図３
2007038813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状の自動車用ピラーを構成し、超塑性金属材料を用いて形成され、室内側において長手方向に連続した凹部が形成されたピラーインナと、
ドレイン、ハーネスおよびアンテナ線のうち少なくとも１つを有して成形され、前記ピラーインナと前記凹部において係合する室内用カバーと、
前記ピラーインナの前記室内用カバーと係合する側と反対側で前記ピラーインナと係合し、前記ドレイン、ハーネスおよびアンテナ線のうち室内用カバーにて設けられたもの以外を有して成形された樹脂製の係合部材と、
を有することを特徴とする自動車用ピラー。
【請求項２】
前記ピラーインナの凹部の、前記ピラーの長手方向に対して垂直な断面の形状が、前記長手方向に垂直な断面において凹部の深さ方向と交差する方向に当該凹部と連続して変形部を有することを特徴とする請求項１に記載の自動車用ピラー。
【請求項３】
前記ドレイン、ハーネスおよびアンテナ線のうち前記係合部材に設けられた部品が、前記係合部材において前記ピラーインナと係合する部位近傍に配置されていることを特徴とする請求項請求項１または２に記載の自動車のピラー。
【請求項４】
前記ピラーインナには、アルミ、チタン、鉄、マグネシウムの元素を主元素とする超塑性合金材料が使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車用ピラー。
【請求項５】
インナバネルの凹部は、塑性変形時の歪速度を１０−５〜１０ｓ−１の範囲とし、塑性変形時の超塑性金属材料は、超塑性金属材料の変態温度もしくは再結晶化温度から、これらの温度から３００℃を減じた温度までの範囲の任意の温度に加熱されて塑性加工されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車用ピラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用ピラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用ピラーは衝突安全性能向上のために、材料の高強度化もしくは、長手方向に対する垂直方向の断面が大きくなる傾向があり、運転席からの視界を狭めてしまうためピラーの細径化が望まれている。そのため、ピラー用材料の高強度化等が進められているが、車体剛性の観点から単純な強度向上による細径化は困難である。
【０００３】
また、自動車用のピラー、特にフロントピラーには、アンテナ線、ドレイン、ハーネスなどの付属部品の配線がなされており、ピラーを構成するピラーインナにクリップを用いて接続され、室内用カバーで覆われている。そのため、室内用カバーはそれら付属部品との干渉を避けるため大きく膨らんでしまい、結果としてピラーの長手方向に対する垂直方向の断面を小さくするのが困難である。
【０００４】
また、上記ピラーの細径化と合わせての部品軽量化が望まれている。
【特許文献１】特開平２００３−２０５８５６号公報
【特許文献２】特開平５−３１９３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ピラーの長手方向に対する垂直方向の断面を大きくすることなく、ピラーの剛性を向上きせかつピラーの長手方向に対する垂直方向の断面を小さくするとともに軽量化することが可能な自動車用ピラーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明に係る自動車用ピラーは、３次元形状の自動車用ピラーを構成し、超塑性金属材料を用いて形成され、室内側において長手方向に連続した凹部が形成されたピラーインナと、ドレイン、ハーネスおよびアンテナ線のうち少なくとも１つを有して成形され、前記ピラーインナと前記凹部において係合する室内用カバーと、前記ピラーインナの前記室内用カバーと係合する側と反対側で前記ピラーインナと係合し、前記ドレイン、ハーネスおよびアンテナ線のうち室内用カバーにて設けられたもの以外を有して成形された樹脂製の係合部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように構成した本発明に係る自動車用ピラーは、３次元形状の自動車用ピラーを構成し、超塑性金属材料を用いて成形され、室内側において長手方向に連続した凹部が形成されたピラーインナを有するため、凹部形状を有するピラーインナの稜線が増え、同強度、同板厚の材料との比較においても捻りモーメントの向上が可能となる。また、ピラーインナの両側で室内用カバーと係合部材が係合されることにより曲げ強度が向上する。さらにはドレイン、ハーネスまたはアンテナ線が一体となった室内用カバーとすることで、これまで、ドレイン、ハーネス、アンテナ線をピラーインナにクリップにて取り付けており、その体積分、室内カバーとピラーインナとが成す空間を大きくとる必要があったが、その空間を確保する必要がなくなり、ピラーの細径化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１は本発明を適用した自動車のピラー近傍を示す概略図、図２は従来のピラーの長手方向に対する横断面図である。
【００１０】
本発明に係る自動車用ピラー１０は、図１に示すように、フロントガラス１１の両サイドに配置される部材である。
【００１１】
従来のピラー１００は、図２に示すように、少なくともピラーアウタ１０１、ピラーインナ１０２からなる閉断面を有している。また、ピラーアウタ１０１とピラーインナ１０２の間には、一般的にレインフォース１０３が挟まれている。このようなピラー１００の部品に対してハーネス１０４、ドレイン１０５、アンテナ線１０６がクリップ等の機械的接合手段により取り付けられ、これらの部品に干渉することなく室内用カバー１０７がピラーインナ１０２を覆う形態で接合されるのが一般的である。
【００１２】
図３に本発明の実施形態に係る自動車用ピラーの横断面図を示す。
【００１３】
本発明に係る自動車用ピラー１０は、長手方向に垂直な断面においてＴ型形状の凹部２１を有するピラーインナ２０を有しており、ピラーインナ２０の長手方向に延びる両端部２２が、凹部２１が形成される側と反対側でピラーアウタ３０と連結されている。なお、ピラーインナ２０の凹部２１はＴ型形状ではなくても、長手方向に垂直な断面において凹部２１と連続して凹部２１の深さ方向と交差する方向に後述する塑性変形による変形部を有していれば、他の形状でも良く、例えばＬ字型や十字型とすることもできる。
【００１４】
ピラーアウタ３０は、例えば板厚０．８ｍｍの自動車用軟鋼板であり、ピラーインナ２０は、例えば超塑性現象を発現する２相ステンレス材で、加工前の板厚１．２ｍｍのものが使用される。また、前述のピラーインナ２０の材料として、他の超塑性金属材料を使用することもできる。超塑性金属材料としては、アルミ、チタン、鉄、マグネシウムの元素を主とする超塑性金属材料があり、例えば上記材料において急冷凝固による微細結晶粒を有するアルミ材料、微細析出物が均一分散されかつ結晶粒を微細に制御したチタン、鉄系合金等が挙げられる。
【００１５】
ピラーインナ２０の成形方法は、超塑性金属材料をそれぞれの材料の変態温度もしくは再結晶化温度から、これらの温度から３００℃を減じた温度までの範囲の任意の温度に材料を加熱し、さらに加熱装置を備えた可動型による熱間成形もしくは、不活性ガスを使用したブロー成形装置により材料に塑性変形を与えて所定の形状に成形して行う。この場合、歪速度の範囲は１０−５〜１０Ｓ−１の範囲とし、少なくとも５０％を越える伸びが得られる加熱温度と歪速度領域での加工が必要である。本実施形態における２相ステンレス合金においては、加熱温度７５０℃、歪速度１０−３Ｓ−１にてブロー成形を実施する。その際の流体の成形圧は、例えば約１０Ｍｐａである。このような成形方法により、これまで複雑な加工および複数回の加工で成形されていた形状を容易に加工することが可能となる。
【００１６】
ピラーインナ２０の凹部２１が形成される側には、凹部２１に嵌合して係合される凸部４１を有する室内用カバー４０が設けられる。室内用カバー４０の凸部４１には、ドレイン６０、ハーネス７０およびアンテナ線８０のうち少なくとも１つが一体的に成形され、本実施形態では例えばアンテナ線８０が設けられている。室内用カバー４０の材質には、曲げ弾性率７００Ｍｐａポリプロピレン材を使用している。
【００１７】
ピラーインナ２０の凹部２１が形成される側の反対側には、凹部２１を挟むように２つの溝部２２が形成され、この溝部２２に嵌合して係合される係合部材５０が設けられている。
【００１８】
係合部材５０の材質には、室内用カバー４０と同様のポリプロピレン材を使用している。なお、室内用カバー４０および係合部材５０には、他の樹脂等を材料として用いてもよい。
【００１９】
係合部材５０の溝部２２に嵌る部位には、ドレイン６０、ハーネス７０およびアンテナ線８０のうち室内用カバー４０に設けられたもの以外が、ピラーインナ２０と係合する部位近傍に配置して内蔵されており、本実施形態では、ドレイン６０およびハーネス７０が設けられている。
【００２０】
上述のように、ピラー１０は、超塑性金属材料を用いて成形され、室内側において長手方向に連続した凹部２１が形成されたピラーインナ２０を有するため、ピラーインナ２０の稜線が増え、同強度、同板厚の材料との比較においても捻りモーメントの向上が可能となる。
【００２１】
また、ピラーインナ２０の両側で室内用カバー４０および係合部材５０が係合されているため、ピラー１０全体での曲げ強度が向上する。
【００２２】
また、ピラー１０の長手方向に対して垂直な断面のピラーインナ２０の凹部２１がＴ字形状有し、もしくは長手方向に垂直な断面において凹部２１と連続して凹部２１の深さ方向と交差する方向に変形部が形成された他の形状を有することにより、ピラーインナ２０の稜線が増えて捻りモーメントを向上させることができ、また室内用カバー４０および係合部材５０とピラーインナ２０との係合力を高めて、ピラー１０全体での曲げ強度をさらに向上させることができる。
【００２３】
また、前記ピラーインナ２０が、ドレイン６０、ハーネス７０およびアンテナ線８０のうち少なくとも１つ（本実施形態ではアンテナ線８０）と一体的に設けられた室内用カバー４０と、ドレイン６０、ハーネス７０およびアンテナ線８０のうち室内用カバー４０にて一体的に設けられたもの以外（本実施形態ではドレイン６０およびハーネス７０）を内蔵した係合部材５０とがピラーインナ２０と係合しているため、これまで、ドレイン６０、ハーネス７０、アンテナ線８０をピラーインナ２０にクリップにて取り付けており、その体積分、室内カバー４０とピラーインナ２０との間に形成される空間を大きくとる必要があったが、その空間を確保する必要がなくなり、ピラー１０の細径化が可能となり、部品軽量化も可能となる。
【００２４】
また、ピラーインナ２０を介して室内用カバー４０と相対する係合部材５０に設けられたドレイン６０、ハーネス７０またはアンテナ線８０がピラーインナ２０と係合する部位近傍に配置されることにより、車両室内側にドレイン６０、ハーネス７０またはアンテナ線８０を取り付けるためのスペースを最小限にすることができ、ピラー１０の長手方向に対して垂直な断面の室内用カバー４０までを含む面積を最小限にすることが可能となる。
【００２５】
また、本実施形態により、ピラー１０の長手方向に対する断面は図２の従来構浩と比較した場合、少なくとも断面積で１０％以上の縮小効果が得られる。さらには、従来の構造に比べて捻りモーメントで１０％、曲げ強度においても１０％程度の向上が可能である。
【００２６】
また、図２に示す従来構造におけるハーネス７０、ドレイン６０およびアンテナ線８０と、ピラーインナ２０および室内用カバー４０との接合では、作業工程数が少なくとも３工程以上あるのに対して、本発明の実施形態では作業工程数は２工程となり、大幅な作業工程数の低減が可能である。
【００２７】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、ピラーインナ２０の凹部２１の形状は、長手方向に連続的に変化してもよく、また、レインフォース等の他の部品が取り付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した自動車のピラー近傍を示す概略図である。
【図２】従来のピラーの長手方向に対する横断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る自動車用ピラーの横断面図を示す。る。
【符号の説明】
【００２９】
１０    自動車用ピラー、
２０    ピラーインナ、
２１    凹部、
２２    溝部、
３０    ピラーアウタ、
４０    室内用カバー、
４１    凸部、
５０    係合部材、
６０    ドレイン、
７０    ハーネス、
８０    アンテナ線。
【図１】
2007038813.tif 000003
【図２】
2007038813.tif 000004
【図３】
2007038813.tif 000005