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Patent Searching and Data


Title:
PILLAR STRUCTURE FOR AUTOMOBILE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/072371
Kind Code:
A1
Abstract:
A structure for a pillar (1) upstanding on a side face of a body of an automobile and forming a closed cross-section together with an outer panel and an inner panel. In a side collision of the automobile, the structure suppresses collapse of a cross section of the pillar (1) to reduce bending deformation of the pillar toward the interior of the automobile. Grooves (5) having a substantially square U-shaped cross section are formed at portions where a collision load likely acts locally and strongly in a side collision. The portions include a portion facing a terminal (41) of an impact beam (4) provided inside a front door (D1) and extending in the front-rear direction and a portion where a hinge joint (14) is formed. These portions are located at a front face portion (15), facing forward of the vehicle, of an outer panel (11) having a hut-shaped cross-section and at a rear face portion (16), facing rearward of the vehicle. The grooves (5) extend in the horizontal direction across the overall width in the lateral direction of the automobile. In a side collision of the automobile, a collision load is received by ridge portions (51, 51) of the grooves (5) to reduce collapse deformation of the pillar (1).

Inventors:
OKUMURA HIROSHI (JP)
OOSUMI AKIRA (JP)
SHIBASAKI SHINICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/070394
Publication Date:
June 11, 2009
Filing Date:
November 10, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOYOTA AUTO BODY CO LTD (JP)
OKUMURA HIROSHI (JP)
OOSUMI AKIRA (JP)
SHIBASAKI SHINICHI (JP)
International Classes:
B62D25/04; B60J5/00; B60J5/04; B60R21/02
Foreign References:
JPH04137971U1992-12-22
JP2005067582A2005-03-17
JPH09254810A1997-09-30
JP2000108662A2000-04-18
JPH082438A1996-01-09
JP2003127901A2003-05-08
JPH0920267A1997-01-21
JPH09254810A1997-09-30
JPH082438A1996-01-09
JP2000108662A2000-04-18
Other References:
See also references of EP 2216237A4
Attorney, Agent or Firm:
ITO, Kyuma (Kanayama-cho 1-chome Atsuta-ku, Nagoya-sh, Aichi 02, JP)
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Claims:
 自動車の車体側面のドア開口の縦縁に沿って起立し、アウタパネルとインナパネルとで閉断面をなすピラーにおいて、
 上記ピラーの、車両の側面衝突時に衝突荷重が局部的に強く作用しやすい部位には、断面ハット形の上記アウタパネルの車両の前方に面する前面部および車両の後方に面する後面部の両方またはいずれか一方に、これらの全幅にわたりほぼ水平方向に、断面ほぼコ字形の溝部または山部を形成したことを特徴とする自動車のピラー構造。
 上記溝部または山部を、上記ドア開口を開閉するドア内の下部に設けられて前後方向に延びるインパクトビームの端末とドア閉鎖時に車幅方向に対向する上記ピラーの下部の上記アウタパネルに形成した請求項1に記載の自動車のピラー構造。
 上記溝部または山部を、上記ドアとヒンジ結合するピラー下部の上記アウタパネルのヒンジ結合部に形成した請求項1に記載の自動車のピラー構造。
Description:
自動車のピラー構造

 本発明は自動車のピラー構造、特に車両 面衝突時のピラーの潰れを抑止して、ピラ の車室内への変形を抑制する自動車のピラ 構造に関する。

 自動車のピラー構造として、図5に示すセン タピラーを例にとると、センタピラー1は車 側に向けて開口する断面ほぼハット形のア タパネル11と、ほぼ平板状またはアウタパネ ル11とは逆向きの浅い断面ほぼハット形のイ ナパネル12とで閉断面構造をなす。またピ ー内部には、アウタパネル11の内面に沿う断 面ほぼハット形で、上下方向にピラーリィン フォースメント2を設けてピラー剛性を強化 ることがなされる(例えば、特許文献1参照)
 図5において3はセンタピラー1の下端が結合 れたロッカーを表す。

 ところで、図6に示すように、車両の側面衝 突時に相手車両B(図において、衝突試験に用 るバリヤを表す)のバンパ部と対向するセン タピラー1のピラー下部では、センタピラー1 方のフロントドア開口を開閉するフロント アD1内の下部に前後方向に設置されたイン クトビーム4の後端が位置し、またセンタピ ー1後方のリヤドア開口を開閉するリヤドア の前縁をヒンジ結合するヒンジ部材49が設置 れている。
 従って側面衝突時、センタピラー1のピラー 下部には、インパクトビーム4の後端および ンジ部材49を介して局部的に大きな衝突荷重 が入力することとなる。この場合、ピラー上 下方向に設置されたピラーリィンフォースメ ント2では局部的な大きな入力に対して強度 充分とは言えず、図6の仮想線で示すように 上記入力によりピラー下部の断面が崩れて 幅方向に潰れ変形する。そして、いったん れ変形が生じると、衝突荷重に対する抗力 なくなり、ピラーの下部がく字形に大きく れ曲がり、ピラー全体が車幅方向に移動し 車室を圧迫するおそれがある。
 図6中、7はセンタピラー1の上端が結合され ルーフサイドレール、8はルーフ、9はフロ を表す。

 そこで、ピラーリィンフォースメント2の板 厚を厚くして剛性を強化することや、特許文 献2に記載されたようにピラー内に閉断面を 下に仕切るバルクヘッドを設けて局部的に ラー剛性を強化することが考えられる。
 なお特許文献2ではセンタピラーの上下中間 部の剛性を強化することが記載されている。

特開2003-127901号公報

特開平9-20267号公報

 しかしながら、ユーザーの安全意識の高ま に応じて側面衝突時のより高い安全性を確 するために、ピラーリィンフォースメント2 の板厚を更に厚くすると車体の重量が増加す るといった問題や、ピラー内にバルクヘッド を設置すると構造が複雑となって生産性が低 下し生産コストが増加するといった問題があ る。
 そこで本発明は、構造簡素で生産性が良好 上、重量増加なしにピラー剛性を強化でき もって側面衝突時の断面崩れを低減して車 側への変形を防ぐ自動車のピラー構造を実 することを課題としてなされたものである

 本発明は自動車の車体側面のドア開口の縦 に沿って起立し、アウタパネルとインナパ ルとで閉断面をなすピラーにおいて、上記 ラーの、車両の側面衝突時に衝突荷重が局 的に強く作用しやすい部位には、断面ハッ 形の上記アウタパネルの車両の前方に面す 前面部および車両の後方に面する後面部の 方またはいずれか一方に、これらの全幅に たりほぼ水平方向に、断面ほぼコ字形の溝 または山部を形成する(請求項1)。
 車両の側面衝突時、相手車両のバンパ部が ラーの下部に衝突して局部的に大きな衝突 重が作用しても、ピラー下部には荷重作用 向に形成された溝部や山部の稜線部が衝突 重に対して突っ張ってピラーの潰れを低減 る。
 またピラーの下部には相手車両の押し込み 曲げ力が作用するが、ピラーの下部を潰れ くくしたから曲げ力に対して抗力が維持さ 、く字形に大きく曲げ変形しない。

 上記溝部または山部を、上記ドア開口を開 するドア内の下部に設けられて前後方向に びるインパクトビームの端末とドア閉鎖時 車幅方向に対向する上記ピラーの下部の上 アウタパネルに形成する(請求項2)。
 上記溝部または山部を、上記ドアとヒンジ 合するピラー下部の上記アウタパネルのヒ ジ結合部に形成する(請求項3)。
 ピラー下部では特にドア内のインパクトビ ムの端部と対応する部位やヒンジ部材を取 付けたヒンジ結合部で衝突荷重が局部的に きく作用するから、これらの部位に衝突荷 の作用方向に溝部や山部を形成することに り、ピラーの折れ曲り低減に特に効果があ 。

 本発明を自動車のセンタピラーの下部に適 した実施形態を説明する。
 図1、図2に示すように、センタピラー1は、 体側面のフロントドア開口Fの後縁に沿って 起立し、下端を車体側面の下縁に沿って前後 方向に延びるロッカー3の前後中間に結合す とともに、上端が車体側面の上縁に沿って 後方向に延びるルーフサイドレール7の前後 間に結合してフロントドア開口Fとリヤドア 開口Rとを区画するように設けてある。

 センタピラー1は、車内側に向けて開口する 断面ほぼハット形のアウタパネル11と、車外 に向けて開口する浅い断面ハット形のイン パネル12とからなり、両パネルの11,12の前後 両側の側縁フランジをそれぞれ重合結合して 閉断面構造をなす。
 またセンタピラー1の内部には、アウタパネ ル11の内面に沿う断面ハット形のリィンフォ スメント2が設置してあり、リィンフォース メント2はその前後両側の側縁フランジがア タおよびインナパネル11,12の側縁フランジと 一体に結合してある。センタピラー1の下部 上方の一般部に比べ、下方へ向けて若干前 方向に広幅に形成してある。

 図1、図2、図3に示すように、フロントド 開口Fを開閉するフロントドアD1の内部には の下部に前後方向にインパクトビーム4が設 置してある。そしてその後端41は、フロント アD1閉鎖時に、センタピラー1のアウタパネ 11の車外側に面する外面部13の下部の前半部 と車幅方向に対向する位置としてある。イン パクトビーム4の前端40はフロントピラー6の 部と対向する位置としてある。

 センタピラー1下部の外面部13下部の後半 には、リヤドア開口Rを開閉するリヤドアD2 前縁の下端側のヒンジ部材49(図3)を結合す ためのヒンジ結合部14が形成してある。ヒン ジ結合部14は外面部13を若干車外側へ膨出せ めた凸部にネジ孔が形成してあり、これに ンジ部材49をボルト締めする。なお、センタ ピラー1の上下中間部にはヒンジ結合部14と同 様に、リヤドアD2の前縁上端側をヒンジ結合 るヒンジ結合部14aが設けてある。

 このようにフロントドアD1のインパクトビ ム4の後端41と対向し、かつリヤドアD2用のヒ ンジ結合部14を備えたセンタピラー1の下部に は、フロントドア開口F側(前方)へ面する前面 部15に、断面ほぼコ字形の浅い溝部5が形成し てある。溝部5は前
面部15と外面部13の境界の屈曲部からインナ ネル12と結合する側縁フランジに至る前面部 15の車幅方向全幅にわたり、ほぼ水平方向に 成してある。これにより溝部5の開口部の上 下両側および底面部の上下両側にそれぞれほ ぼ直角で水平方向の稜線部51,51が形成される

 また前面部15の溝部5に対応して、センタピ ー1の下部のリヤドア開口R側(後方)へ面する 後面部16にも車幅方向全幅にわたり、前面部1 5の溝部5と同様の溝部5がほぼ同一高さ位置に 設けてある。
 これら前面部15および後面部16の溝部5,5は、 上記ヒンジ結合部14とほぼ同一高さ位置に設 し、かつ後面部16の溝部5はヒンジ結合部14 上下幅とほぼ同じにして、ヒンジ結合部14の 後端と連通せしめてある。

 車両の側面衝突時、センタピラー1の下部 にはフロントドアD1のインパクトビーム4の後 端41およびリヤドアD2のヒンジ部材49を介して 局部的に大きな衝突荷重が作用する。この場 合、センタピラー1の下部では、上記衝突荷 の作用方向に延びる前面部15および後面部16 溝部5,5の上下の稜線部51,51が衝突荷重を受 止めることによりセンタピラー1下部の潰れ 形は低減される。よって潰れによるセンタ ラー1の折れ曲りは抑制される。 (図3(B))。

 図4の白矢印で示すように、センタピラー 1の下部にさらに大きな衝突荷重が作用した 合、図4の示すように、インパクトビームの 端およびヒンジ部材と対向する個所にはこ を中心としてピラー下部をく字状に折り曲 ようとする荷重が作用する。しかしながら 線部51,51により潰れ変形が抑制されて、ピ ー下部はその断面形状をほぼ維持しながら がるから曲げ荷重に対する抗力が急激に低 しない。この場合、ピラー下部の外面部に ピラー軸方向(上下方向)の圧縮力が作用して 圧縮される過程で衝突エネルギーを吸収する から、稜線部51,51による断面形状維持作用と 上記衝突エネルギー吸収作用とが相まって きな折れ曲がりの発生が抑制され、車室が きく圧迫されるのが防止される。

 本実施形態では、溝部5を凹状の断面コ字形 に形成したが、これに代えて、凸状の断面逆 コ字形に形成した山部としてもよい。
 またピラー下部のアウタパネルの前面部お び後面部に、上下に間隔をおいて車幅方向 平に延びる一対の狭幅のビードを形成し両 ードと両ビード間のパネル面とで断面コ字 の溝部を形成してもよい。

 また車両の側面衝突時、相手車両の前面 の高さや形状、バンパ部の高さが異なるか 、センタピラー1の下部とともに、図1に示 ように、リヤドアD2の前縁上部をヒンジ結合 するセンタピラー1の上下中間位置のヒンジ 合部14aに対応する位置や、フロントドアD1の 前縁上下をヒンジ結合するフロントピラー6 上下のヒンジ結合部61,61に対応する位置や、 フロントドアD1のインパクトビーム4の前端40 対応するフロントピラー6の中間位置や、あ るいは図略ではあるがフロントドアやリヤド アのドアロックに対するセンタピラーやリヤ ピラーの中間位置にも本発明の構造を適用す ることで、より一層車室の安全性が確保され 得る。

本発明のピラー構造を適用した自動車 概略側面図である。 本発明を適用した自動車のセンタピラ 下部の要部斜視図である。 図3(A),(B)は本発明のピラー構造を適用 た自動車において、側面衝突実験による衝 前(図3(A))と衝突後(図3(B))のセンタピラーを す概略図である。 大きな衝突荷重が作用したときのセン ピラーの変形を示す概略図である。 従来の自動車のセンタピラー下部の要 斜視図である。 従来構造のセンタピラーの下部におけ 側面衝突実験の変形状態を示す概略図であ 。

符号の説明

 F,R ドア開口
 1 センタピラー
 11 アウタパネル
 12 インナパネル
 13 外面部
 14 ヒンジ結合部
 15 前面部
 16 後面部
 4 インパクトビーム
 41 後端(端末)
 49 ヒンジ部材
 5 溝部(山部)
 51 溝部(山部)の稜線部
 6 フロントピラー
 D1,D2 ドア




 
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