特許 6863219 車両側部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6863219

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】車両側部構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/04 20060101AFI20210412BHJP

【ＦＩ】

   B62D25/04 B

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-199245(P2017-199245)

(22)【出願日】2017年10月13日

(65)【公開番号】特開2019-73097(P2019-73097A)

(43)【公開日】2019年5月16日

【審査請求日】2020年5月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】高柳 旬一

(72)【発明者】

【氏名】三浦 寿久

【審査官】 林 政道

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０４６０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３０４６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１８４８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１５８６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０１６７６４７６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２０２３１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ １７／００−２５／０８

Ｂ６２Ｄ ２５／１４−２９／０４

Ｂ６０Ｒ １９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両側部における車両前後方向の中央部分に設けられ、車両上下方向に延在されたセンタピラーと、
木材で形成されて前記センタピラーの断面内に設けられると共に、年輪の軸心方向が車両上下方向に沿った方向とされた補強部材と
を有する車両側部構造。

【請求項2】

前記補強部材の下端部は、ベルトライン部の高さに位置している請求項１に記載の車両側部構造。

【請求項3】

前記補強部材の上端部は、前記センタピラーとルーフサイドレールとの接続部分に位置している請求項１又は２に記載の車両側部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両側部構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、センタピラーを構成するセンタピラーアウタリインフォースメントにセンタピラーパッチリインフォースメントが配設された構造が開示されている。また、特許文献２には、車両側部構造とサイドメンバとの間のクラッシュボックスの部分に木製の衝撃吸収部材を設けた構造が開示されている。この特許文献２では、衝撃吸収部材の年輪の軸心方向をクラッシュボックスの軸方向（車両前後方向）に一致させることで、衝撃吸収部材が軸方向に潰れやすくなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１１／０３０４６３号

【特許文献2】特開２０１４−１８４８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された車両側部構造では、センタピラーパッチリインフォースメントによってセンタピラーの断面崩れを抑制している。しかしながら、側面衝突時の衝突荷重を分散させてセンタピラーの局所変形を抑制する観点で改善の余地がある。一方、車両側部構造自体の板厚を厚くすれば、センタピラーの局所変形を抑制できる反面、重量が増加する。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、重量の増加を抑えつつ、センタピラーの局所変形を抑制することができる車両側部構造を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の車両側部構造は、車両側部における車両前後方向の中央部分に設けられ、車両上下方向に延在されたセンタピラーと、木材で形成されて前記センタピラーの断面内に設けられると共に、年輪の軸心方向が車両上下方向に沿った方向とされた補強部材とを有する。

【0007】

請求項１に記載の車両側部構造では、車両側部における車両前後方向の中央部分にセンタピラーが設けられており、このセンタピラーは車両上下方向に延在されている。また、センタピラーの断面内には、補強部材が配置されており、この補強部材は木材で形成されている。ここで、補強部材の年輪の軸心方向が車両上下方向に沿った方向とされている。これにより、年輪の軸心方向に沿って荷重が分散されるため、衝突体がセンタピラーに衝突した場合であっても、衝突荷重を車両上下方向に分散させることができ、センタピラーの局所変形を抑制することができる。

【0008】

また、補強部材を木材で形成することにより、センタピラーの板厚を厚くした場合などと比較して、重量の増加を抑えることができる。なお、ここでいう年輪の軸心方向とは、切断する前の状態における木材の年輪の中心軸に沿った方向を指す。

【0009】

請求項２に記載の車両側部構造は、請求項１に記載の構成において、前記補強部材の下端部は、ベルトライン部の高さに位置している。

【0010】

請求項２に記載の車両側部構造では、センタピラーの中でも比較的耐力の高いベルトライン部よりも車両下方側の領域には補強部材が配置されていないので、軽量化を図ることができる。一方、ベルトライン部よりも車両上方側は、ドアフレームなどが配置されるためにセンタピラーの断面積を大きく確保できない。このため、この領域に補強部材を配置することで、センタピラーの耐力を高めると共に局所変形を抑制することができる。

【0011】

請求項３に記載の車両側部構造は、請求項１又は２に記載の構成において、前記補強部材の上端部は、前記センタピラーとルーフサイドレールとの接続部分に位置している。

【0012】

請求項３に記載の車両側部構造では、補強部材の上端部がセンタピラーとルーフサイドレールとの接続部分に位置しているため、この補強部材を介して衝突荷重をルーフサイドレールへ効果的に伝達させることができる。

【発明の効果】

【0013】

以上説明したように、請求項１に記載の車両側部構造によれば、重量の増加を抑えつつ、センタピラーの局所変形を抑制することができる、という優れた効果を有する。

【0014】

請求項２に記載の車両側部構造によれば、センタピラー全体に補強部材を配置した構造と比較して、局所変形を抑制しつつ、軽量化を図ることができる、という優れた効果を有する。

【0015】

請求項３に記載の車両側部構造によれば、衝突荷重を効果的にルーフサイドレールへ伝達させることができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る車両側部構造が搭載された車両の側部を示す側面図である。

【図2】図１の２−２線で切断した状態を示す平断面図である。

【図3】図１の３−３線で切断した状態を拡大して示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

実施形態に係る車両側部構造について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＯＵＴは、車両の前方向、上方向、車両幅方向外側をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車両幅方向の左右を示すものとする。

【0018】

図１に示されるように、車両側部構造が適用された車両１０の側部には、車両上下方向に延在されたセンタピラー１２が設けられている。ここで、センタピラー１２は、車両幅方向両側に設けられているが、左右対称の構造であるため、以下の説明では車両左側のセンタピラー１２についてのみ説明し、車両右側のセンタピラーについての説明を割愛する。

【0019】

センタピラー１２は、車両側部における車両前後方向の中央部分を上下方向に延在されており、センタピラー１２の上端部１２Ａ（前側拡張部１２Ａ１及び後側拡張部１２Ａ２）が車両前後方向に延在されたルーフサイドレール１４に接続されている。一方、センタピラー１２の下端部１２Ｂは、上端部よりも車両前後方向に広幅に形成されており、車両前後方向に延在されたロッカ１６に接続されている。そして、センタピラー１２、ルーフサイドレール１４及びロッカ１６によって囲まれた領域がサイドドアの開口部１７となっており、この開口部１７に図示しないサイドドアが取り付けられる。ここで、図中のＢＬは、ベルトライン部を示しており、このベルトライン部ＢＬは、図示しないサイドドアを構成するドアパネルの上端部分を示している。換言すれば、ベルトライン部ＢＬは、図示しないサイドウインドの下端部分となる。

【0020】

図２に示されるように、センタピラー１２は、ピラーインナパネル１８と、ピラーアウタパネル２０と、ピラーアウタリインフォースメント２２とを含んで構成されている。ピラーインナパネル１８は、車両内側に位置しており、剛板をプレス成形することによって形成されている。ここで、ピラーインナパネル１８の前端部から車両前方側へインナ側前フランジ１８Ａが延出されており、ピラーインナパネル１８の後端部から車両後方側へインナ側後フランジ１８Ｂが延出されている。また、インナ側前フランジ１８Ａとインナ側後フランジ１８Ｂとの間には、ピラーインナパネル１８を車両幅方向外側へ凹ませた凹部１８Ｃが形成されている。

【0021】

ピラーアウタパネル２０は、ピラーインナパネル１８の車両幅方向外側に位置しており、ピラーインナパネル１８よりも厚みの薄い剛板をプレス成形することによって形成されている。また、ピラーアウタパネル２０は、車両幅方向内側に開放された断面略ハット状に形成されており、このピラーアウタパネル２０の前端部から車両前方側へアウタ側前フランジ２０Ａが延出されている。さらに、ピラーアウタパネル２０の後端部から車両後方側へアウタ側後フランジ２０Ｂが延出されている。

【0022】

ピラーインナパネル１８とピラーアウタパネル２０との間には、ピラーアウタパネル２０に沿ってピラーアウタリインフォースメント２２（以下、ピラーアウタＲＦ２２と称する。）が配置されている。ピラーアウタＲＦ２２は、ピラーインナパネル１８と同様の厚みの剛板をプレス成形することによって形成されており、車両幅方向内側が開放された断面略ハット状に形成されている。また、ピラーアウタＲＦ２２の前端部から車両前方側へＲＦ前フランジ２２Ａが延出されている。さらに、ピラーアウタＲＦ２２の後端部から車両後方側へＲＦ後フランジ２２Ｂが延出とされている。そして、インナ側前フランジ１８Ａ、アウタ側前フランジ２０Ａ及びＲＦ前フランジ２２Ａが重ね合わされており、スポット溶接などによって接合されている。また、インナ側後フランジ１８Ｂ、アウタ側後フランジ２０Ｂ及びＲＦ後フランジ２２Ｂが重ね合わされており、スポット溶接などによって接合されている。このようにして、センタピラー１２は、閉断面構造とされている。ここで、ピラーインナパネル１８とピラーアウタＲＦ２２とで構成される閉断面内には、補強部材３０が設けられている。補強部材３０の詳細は後述する。

【0023】

図３に示されるように、ルーフサイドレール１４は、レールインナパネル２４とレールアウタパネル２６とを含んで構成されている。レールインナパネル２４は、剛板をプレス成形することによって形成されており、車両上下方向に沿って延在されている。また、レールインナパネル２４の上端部から車両幅方向内側へインナ側内フランジ２４Ａが延出されており、レールインナパネル２４の下端部から車両幅方向外側かつ車両下方側へインナ側外フランジ２４Ｂが延出されている。

【0024】

レールアウタパネル２６は、剛板をプレス成形することによって形成されており、車両幅方向内側かつ車両下方側に開放された断面略ハット状に形成されている。またレールアウタパネル２６の上端部から車両幅方向内側へアウタ側内フランジ２６Ａが延出されており、レールアウタパネル２６の下端部から車両幅方向外側かつ車両下方側へアウタ側外フランジ２６Ｂが延出されている。そして、インナ側内フランジ２４Ａとアウタ側内フランジ２６Ａとが重ね合わされており、スポット溶接などによって接合されている。また、インナ側外フランジ２４Ｂとアウタ側外フランジ２６Ｂとが重ね合わされており、スポット溶接などによって接合されている。このため、ルーフサイドレール１４は、閉断面構造とされている。

【0025】

ここで、ピラーアウタＲＦ２２の上端部２２Ｄは、レールアウタパネル２６の外面に重ね合わされており、スポット溶接などによって接合されている。また、ピラーインナパネル１８の上端部１８Ｄは、ルーフサイドレール１４の閉断面内に入り込んでおり、レールインナパネル２４に重ね合わされてスポット溶接などによって接合されている。

【0026】

ルーフサイドレール１４の車両外側には、サイドアウタパネル２８が設けられている。サイドアウタパネル２８は、剛板をプレス成形することによって形成されており、サイドアウタパネル２８の車両幅方向内側の端部から車両幅方向内側へサイド側内フランジ２８Ａが延出されている。そして、このサイド側内フランジ２８Ａは、アウタ側内フランジ２６Ａの上面に重ね合わされており、インナ側内フランジ２４Ａ及びアウタ側内フランジ２６Ａと共にスポット溶接などによって接合されている。また、サイドアウタパネル２８におけるサイド側内フランジ２８Ａの車両幅方向外側は、車両外側へ突出された突出部２８Ｂとされている。さらに、サイドアウタパネル２８は、突出部２８Ｂの下端部からピラーアウタＲＦ２２に沿って車両下方側へ延在されている。

【0027】

ここで、センタピラー１２の閉断面内には、木材で形成された補強部材３０が設けられており、本実施形態では一例として、集成材によって補強部材３０が形成されている。図１に示されるように、補強部材３０は、車両上下方向を長手方向とするブロック状に形成されており、ベルトライン部ＢＬからセンタピラー１２とルーフサイドレール１４との接続部分３２までの領域に設けられている。このため、補強部材３０の下端部３０Ａは、ベルトライン部ＢＬの高さに位置している。一方、補強部材３０の上端部３０Ｂは、センタピラー１２とルーフサイドレール１４との接続部分３２に位置している。なお、ここでいう接続部分３２とは、前側拡張部１２Ａ１の湾曲した部分の下端及び後側拡張部１２Ａ２の湾曲した部分の下端よりも車両上方側の部位である。

【0028】

図３に示されるように、補強部材３０の上端部３０Ｂは、ルーフサイドレール１４のレールアウタパネル２６に当接されている。また、上端部３０Ｂの車両幅方向内側の端部は、アウタ側外フランジ２６Ｂによる段差の分だけ切欠かれている。

【0029】

また、図２に示されるように、補強部材３０は、ピラーインナパネル１８とピラーアウタＲＦ２２とで構成される閉断面の形状に対応するように予め加工されている。このため、補強部材３０の組付け時には、ピラーインナパネル１８とピラーアウタＲＦ２２との間に補強部材３０が挟み込まれるようにして組み付けられる。なお、補強部材３０をセンタピラー１２に組み付ける方法は特に限定されず、例えば、ピラーインナパネル１８からボルトを捩じ込んで補強部材３０を固定してもよい。また、クリップなどの部材を用いて補強部材３０をピラーインナパネル１８やピラーアウタＲＦ２２へ固定してもよい。

【0030】

また、図３に示されるように、補強部材を構成する木材の年輪Ｒの軸心方向は、車両上下方向に沿った方向とされている。具体的には、年輪Ｒの軸心方向は、センタピラー１２の延在方向に沿った方向とされている。このため、年輪Ｒは、車両前後方向から見た断面視でピラーインナパネル１８及びピラーアウタＲＦ２２に沿った方向に延在されている。なお、ここでいう車両上下方向に沿った方向とは、ピラーインナパネル１８及びピラーアウタＲＦ２２と平行となる方向に限定されず、ロッカ１６からルーフサイドレール１４へ向かう方向を広く含む概念である。

【0031】

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

【0032】

本実施形態の車両側部構造では、上述したようにセンタピラー１２の閉断面内に補強部材３０が配置されており、この補強部材３０の年輪Ｒの軸心方向が車両上下方向に沿った方向とされている。これにより、例えば、車両の側面衝突時にセンタピラー１２に対して車両内側へ向かう方向に衝突荷重が入力された場合には、年輪Ｒの軸心方向に沿って衝突荷重を分散させることができる。すなわち、衝突荷重を車両上下方向に分散させることができ、センタピラー１２の局所変形を抑制することができる。

【0033】

また、補強部材３０を木材で形成することにより、センタピラー１２の板厚を厚くした場合や、金属製のパッチなどを取り付けて補強した場合と比較して、センタピラー１２（車両１０）の重量が増加するのを抑えることができる。これにより、重量の増加を抑えつつ、センタピラー１２の局所変形を抑制することができる。

【0034】

また、本実施形態では、図１に示されるように、センタピラー１２の中でも比較的耐力の高いベルトライン部ＢＬよりも車両下方側の領域には補強部材３０が配置されていないので、センタピラー１２の軽量化を図ることができる。一方、ベルトライン部ＢＬよりも車両上方側は、図示しないドアフレームなどが配置されるためにセンタピラー１２の断面積を大きく確保できない。本実施形態では、この領域に補強部材３０を配置することで、センタピラー１２の耐力を高めると共に局所変形を抑制することができる。この結果、センタピラー１２の全体に補強部材３０を配置した構造と比較して、局所変形を抑制しつつ、軽量化を図ることができる。

【0035】

さらに、本実施形態では、補強部材３０の上端部３０Ｂをセンタピラー１２とルーフサイドレール１４との接続部分３２に位置させることにより、この補強部材３０を介して側面衝突時の衝突荷重をルーフサイドレール１４へ効果的に伝達させることができる。特に、前側拡張部１２Ａ１及び後側拡張部１２Ａ２よりも車両上方側は、センタピラー１２の断面が大きくなるため、この部分に補強部材３０の上端部３０Ｂを位置することで、体力の低い部分を補強することができる。

【0036】

さらにまた、本実施形態では、図３に示されるように、補強部材３０の上端部がルーフサイドレール１４を構成するレールアウタパネル２６に当接されている。これにより、補強部材３０へ入力された衝突荷重をルーフサイドレール１４へ直接伝達させることができ、ルーフサイドレール１４に沿って車両前後方向へ衝突荷重を分散させることができる。

【0037】

以上、実施形態に係る車両側部構造について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、補強部材をブロック状の集成材によって形成したが、これに限定されず、無垢の木材によって補強部材を形成してもよい。

【0038】

また、本実施形態では、ベルトライン部ＢＬよりも車両上方側のみに補強部材３０を配置したが、これに限定されない。例えば、ロッカ１６からルーフサイドレール１４までの領域に補強部材３０を配置してもよい。この場合、ベルトライン部ＢＬよりも車両下方側の耐衝突性能が向上するため、補強部材３０を配置しない構造で採用していた剛板よりも引張強度の低い剛板を使用しても耐衝突性能を確保することができ、コストを低減することができる場合がある。

【0039】

さらに、本実施形態では、ピラーインナパネル１８とピラーアウタパネル２０との間にピラーアウタＲＦ２２を設け、このピラーアウタＲＦ２２とピラーインナパネル１８とで形成された閉断面内に補強部材３０を配置したが、これに限定されない。例えば、ピラーアウタＲＦ２２が無い断面構造を備えたセンタピラーにおいて、ピラーインナパネル１８とピラーアウタパネル２０とで形成された閉断面内に補強部材３０を配置してもよい。

【符号の説明】

【0040】

１２ センタピラー
１４ ルーフサイドレール
３０ 補強部材
３０Ａ 下端部
３０Ｂ 上端部
３２ 接続部分
ＢＬ ベルトライン部
Ｒ 年輪

【図1】

【図2】

【図3】