特許 7354902 車両用構成部品

(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】

(24)【登録日】2023-09-25

(45)【発行日】2023-10-03

(54)【発明の名称】車両用構成部品

(51)【国際特許分類】

   B60R 13/02 20060101AFI20230926BHJP

【ＦＩ】

B60R13/02 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020061130

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021160386

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】加藤 明範

(72)【発明者】

【氏名】安井 善彦

【審査官】浅野 麻木

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２０８１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０４３３１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０８３３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０３２４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２７７３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３０５７７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボス部を有する第１部材と、前記第１部材に固定され、前記ボス部が挿通する挿通孔を有する第２部材とを備えた車両用構成部品において、
前記ボス部の先端部には、前記ボス部の熱カシメにより形成されたカシメ部が設けられており、
前記第２部材は、前記ボス部の熱カシメにより前記第１部材と接合された接合部を有し、
前記挿通孔は、前記接合部に設けられており、
前記接合部は、前記カシメ部が接触する接合面を有し、
前記接合面には、溝部が設けられており、
前記溝部の少なくとも一部は、前記接合部へのせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在しており、
前記カシメ部は、前記挿通孔に対して前記溝部を超えて前記溝部よりも前記挿通孔の反対側まで設けられるように形成されている車両用構成部品。

【請求項2】

前記溝部の数は、２つであり、
前記２つの溝部は、前記せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に一直線状に前記接合部の両端部まで延在している請求項１記載の車両用構成部品。

【請求項3】

前記２つの溝部は、前記せん断荷重の入力方向に沿って前記挿通孔を挟むように前記せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在している請求項２記載の車両用構成部品。

【請求項4】

前記溝部の少なくとも一部は、前記せん断荷重の入力方向に対して垂直な方向に延在している請求項１～３の何れか一項記載の車両用構成部品。

【請求項5】

前記溝部の少なくとも一部は、前記せん断荷重の入力方向に沿って前記挿通孔を挟むように前記せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在している請求項１記載の車両用構成部品。

【請求項6】

前記溝部の少なくとも一部は、前記せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に一直線状に延在している請求項１または５記載の車両用構成部品。

【請求項7】

前記溝部には、前記ボス部の熱カシメによって前記ボス部の一部が入り込んでいる請求項１～６の何れか一項記載の車両用構成部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用構成部品に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の車両用構成部品としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の車両用構成部品では、熱カシメ等により２つの樹脂部品が接合されている。一方の樹脂部品には、取付け用ボスが突出形成されている。他方の樹脂部品には、取付け用ボスを挿通させる挿入孔が設けられている。工具ホーンを使用して、取付け用ボスの先端部分を熱溶着等により加締めて加締め部を形成することによって、加締め部のアンカー作用により２つの樹脂部品が相互に接合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－３０５７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来技術においては、車両用構成部品を構成する２つの樹脂部品の接合部分に大きなせん断荷重（せん断方向の力）が加わると、２つの樹脂部品が破断しやすくなる。従って、２つの部材の破断強度を上げることが望まれている。

【0005】

本発明の目的は、車両用構成部品を構成する２つの部材の破断強度を向上させることができる車両用構成部品を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、ボス部を有する第１部材と、第１部材に固定され、ボス部が挿通する挿通孔を有する第２部材とを備えた車両用構成部品において、第２部材は、ボス部の熱カシメにより第１部材と接合された接合部を有し、接合部の接合面には、溝部が設けられており、溝部の少なくとも一部は、接合部へのせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在している。

【0007】

このような車両用構成部品においては、第１部材のボス部を第２部材の挿通孔に挿通させた状態で、ボス部の先端部分の熱カシメを実施することで、第１部材と第２部材の接合部とが接合される。ここで、接合部の接合面には、溝部が設けられている。溝部の少なくとも一部は、接合部へのせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在している。このため、接合部にせん断荷重が入力されても、溝部によりせん断荷重が効果的に受け止められる。これにより、車両用構成部品を構成する第１部材及び第２部材の破断強度が向上する。

【0008】

溝部の少なくとも一部は、せん断荷重の入力方向に対して垂直な方向に延在していてもよい。このような構成では、接合部にせん断荷重が入力されたときには、溝部はせん断荷重を垂直に受けることになる。従って、溝部によりせん断荷重が更に効果的に受け止められる。

【0009】

溝部の少なくとも一部は、せん断荷重の入力方向に沿って挿通孔を挟むようにせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在していてもよい。このような構成では、接合部にせん断荷重が入力されたときには、溝部はせん断荷重を複数箇所で受けることになる。従って、溝部によりせん断荷重が更に効果的に受け止められる。

【0010】

溝部の少なくとも一部は、せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に一直線状に延在していてもよい。このような構成では、溝部の構造が簡単になると共に、溝部を接合部に容易に形成することができる。

【0011】

溝部には、ボス部の熱カシメによってボス部の一部が入り込んでいてもよい。このような構成では、ボス部の一部が溝部に引っ掛かった状態となるため、第１部材と第２部材の接合部との接合力が高くなる。これにより、第１部材及び第２部材の破断強度が更に向上する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、車両用構成部品を構成する２つの部材の破断強度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両用構成部品であるコンソールアッシーを備えた車両の内部前側を示す図である。

【図2】図１に示されたコンソールアッシーの外観を示す斜視図である。

【図3】図１に示されたコンソールアッシーの主要部を示す拡大斜視図である。

【図4】図３に示されたコンソールアッシーの主要部の断面図である。

【図5】熱カシメが行われる前の第１部材及び第２部材の外観を示す分解斜視図である。

【図6】図５に示された第１部材及び第２部材を熱カシメにより接合する様子を示す断面図である。

【図7】比較例としての車両用構成部品であるコンソールアッシーの主要部を示す拡大斜視図である。

【図8】図３に示された第２部材の接合部に回転方向の荷重が加わる場合の様子を、図７に示された比較例と比較して示す平面図である。

【図9】図３に示された第２部材が樹脂成形品である場合の特有の効果を、図７に示された比較例と比較して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

【0015】

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用構成部品であるコンソールアッシーを備えた車両の内部前側を示す図である。図１において、本実施形態の車両用構成部品であるコンソールアッシー１は、車両２の内部における運転席と助手席との間のスペースに配置されたセンターコンソール３の前側の両側部を構成する部品である。コンソールアッシー１の近傍には、周辺部品４が配置されている。

【0016】

車両２の内部における前席（運転席及び助手席）の正面側には、ダッシュボード５が配置されている。ダッシュボード５の下部の内部には、ニーエアバッグ６が収納されている。ニーエアバッグ６は、乗員の膝にかかる衝撃を緩和するためのエアバッグである。

【0017】

図２は、本発明の一実施形態に係る車両用構成部品であるコンソールアッシーの外観を示す斜視図である。図２において、本実施形態のコンソールアッシー１は、第１部材１１と、この第１部材１１に固定された第２部材１２とを備えている。第１部材１１及び第２部材１２は、熱カシメにより溶着して固定されている。第１部材１１は、熱可塑性樹脂からなっている。第２部材１２は、金属メッキからなっている。

【0018】

第１部材１１は、図２～図４に示されるように、本体部１３と、この本体部１３の一方側の側端部に設けられた複数（ここでは５つ）の円柱状のボス部１４（図５参照）とを有している。各ボス部１４は、本体部１３と一体成形されている。ボス部１４は、本体部１３の長手方向に間隔をもって配置されている。

【0019】

各ボス部１４の先端部には、ボス部１４の熱カシメにより形成されたドーム状のカシメ部１５がそれぞれ設けられている。カシメ部１５の外径は、ボス部１４の外径よりも大きい。

【0020】

第２部材１２は、本体部１６と、この本体部１６と一体化された複数（ここでは５つ）の平板状の接合部１７とを有している。接合部１７は、第１部材１１のボス部１４の熱カシメにより第１部材１１と接合されている。具体的には、接合部１７は、第１部材１１のカシメ部１５と接合されている。接合部１７は、本体部１６の長手方向に間隔をもって配置されている。

【0021】

各接合部１７には、第１部材１１の各ボス部１４が挿通する断面円形状の挿通孔１８がそれぞれ設けられている。挿通孔１８は、接合部１７の中央部に形成されている。挿通孔１８の内径は、ボス部１４の外径と同等である。

【0022】

接合部１７の接合面１７ａには、２つの断面Ｖ字形の溝部２０が設けられている。接合面１７ａは、接合部１７における第１部材１１のカシメ部１５が接触する面である。２つの溝部２０は、挿通孔１８を挟むように配置されている。これらの溝部２０は、一直線状に平行に形成されている。

【0023】

ここで、上記のニーエアバッグ６（図１参照）が作動して展開すると、ニーエアバッグ６の突き上げのエネルギーによって、コンソールアッシー１に車両２の下側から上側への力が加わる。このため、接合部１７には、車両２の下側から上側へのせん断荷重が入力される。

【0024】

そこで、溝部２０は、接合部１７へのせん断荷重の入力方向（図３中の矢印Ａ方向）に対して交差する方向に延在している。なお、せん断荷重は、せん断方向の荷重（力）である。具体的には、溝部２０は、接合部１７へのせん断荷重の入力方向に対して垂直な方向に延在している。つまり、溝部２０は、車両２の前後方向または左右方向（車幅方向）に延在している。

【0025】

このような溝部２０を接合部１７に設けることにより、接合部１７に入力されるせん断荷重に対して耐えることが可能となる。なお、接合部１７に入力されるせん断荷重に対して耐えたい方向は、せん断荷重の入力方向とは反対の方向（図３中の矢印Ｂ方向）である。

【0026】

また、溝部２０におけるカシメ部１５に対応する領域には、ボス部１４の熱カシメによってボス部１４の一部が入り込んでいる。つまり、ボス部１４の一部が溝部２０に引っ掛かった状態となっている。

【0027】

以上のようなコンソールアッシー１を作製するときは、まず図５に示されるように、熱カシメが行われる前の状態の第１部材１１及び第２部材１２を用意する。熱カシメが行われる前の状態の第１部材１１では、上記のカシメ部１５が形成されておらず、ボス部１４が長く延びた状態となっている。

【0028】

そして、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、第２部材１２の接合部１７に設けられた挿通孔１８に第１部材１１のボス部１４を挿通させる。その状態で、図６（ｂ），（ｃ）に示されるように、熱カシメ工具２２を用いて、第１部材１１と第２部材１２の接合部１７とを熱カシメにより溶着する。熱カシメ工具２２の先端部には、ドーム状の凹部２２ａが設けられている。

【0029】

第１部材１１と接合部１７とを溶着するときは、熱カシメ工具２２を加熱した状態で、熱カシメ工具２２の凹部２２ａを第１部材１１のボス部１４の先端に押し付ける。すると、熱カシメ工具２２によりボス部１４の先端部が加熱されて溶融する。このため、ボス部１４の先端側部分が熱カシメ工具２２の凹部２２ａに沿って流動する。このとき、溶融したボス部１４が溝部２０の一部に入り込む。その後、熱カシメ工具２２をボス部１４から引き離すことでボス部１４が固化し、接合部１７の接合面１７ａにドーム状のカシメ部１５が形成される。

【0030】

図７は、比較例としての車両用構成部品であるコンソールアッシーの主要部を示す拡大斜視図である。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）において、ボス部１４及びカシメ部１５が省略された状態を示している。図７において、接合部１７の接合面１７ａにおける挿通孔１８の周囲には、真円環状の溝部３０が設けられている。

【0031】

このような構造では、接合部１７にせん断荷重が加わる場合には、真円環状の溝部３０によって、四方のどの方向（図７中の矢印Ｃ方向）でも同等の破断強度が担保される。ただし、破断強度を超えるせん断荷重が接合部１７に加わると、四方のどの方向でも接合部１７とカシメ部１５との破断が発生してしまう。破断強度を上げる方策としては、ボス部１４の径を大きくしたり、熱カシメによるボス部１４の潰し量を増やすことが挙げられる。しかし、ボス部１４の径を大きくすると、第１部材１１の質量が増加し、コストアップにつながる。ボス部１４の潰し量を増やすと、第１部材１１と周辺部品４（図６（ｃ）参照）とのクリアランス（隙関係）が悪化することがある。

【0032】

そのような不具合に対し、本実施形態では、第１部材１１のボス部１４を第２部材１２の挿通孔１８に挿通させた状態で、ボス部１４の先端部分の熱カシメを実施することで、第１部材１１と第２部材１２の接合部１７とが接合される。ここで、接合部１７の接合面１７ａには、溝部２０が設けられている。溝部２０は、接合部１７へのせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在している。このため、接合部１７にせん断荷重が入力されても、溝部２０によりせん断荷重が効果的に受け止められる。これにより、コンソールアッシー１を構成する第１部材１１及び第２部材１２の破断強度が向上する。

【0033】

従って、第１部材１１と第２部材１２との破断が発生しにくくなる。このため、接合部１７に真円環状の溝部３０が設けられた比較例の構造に比べて、ボス部１４の径を小さくしたり、熱カシメによるボス部１４の潰し量を減少させることができる。その結果、第１部材１１の質量を小さくし、第１部材１１の低コスト化を図ることができる。また、第１部材１１と周辺部品４との適切なクリアランスを確保することができる。

【0034】

また、本実施形態では、溝部２０は、せん断荷重の入力方向に対して垂直な方向に延在している。このため、接合部１７にせん断荷重が入力されたときには、溝部２０はせん断荷重を垂直に受けることになる。従って、溝部２０によりせん断荷重が更に効果的に受け止められる。

【0035】

また、本実施形態では、溝部２０は、せん断荷重の入力方向に沿って挿通孔１８を挟むようにせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在している。このため、接合部１７にせん断荷重が入力されたときには、溝部２０はせん断荷重を複数箇所で受けることになる。従って、溝部２０によりせん断荷重が一層効果的に受け止められる。

【0036】

また、本実施形態では、溝部２０は、せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に一直線状に延在している。従って、溝部２０の構造が簡単になると共に、溝部２０を接合部１７に容易に形成することができる。

【0037】

また、本実施形態では、ボス部１４の一部が溝部２０に引っ掛かった状態となるため、第１部材１１と第２部材１２の接合部１７との接合力が高くなる。これにより、第１部材１１及び第２部材１２の破断強度が更に向上する。

【0038】

さらに、第２部材１２の接合部１７に真円環状の溝部３０が設けられた比較例の構造において、図８（ａ）に示されるように、例えば車両２の走行動作等によって、第１部材１１のボス部１４を中心とした回転方向（図８中のＲ方向）の荷重が接合部１７に加わる場合には、溝部３０が回転方向の荷重を受けず、ボス部１４に直接荷重がかかることになる。従って、第１部材１１と第２部材１２との破断が発生しやすくなる。なお、図８では、第１部材１１は省略されている。

【0039】

一方、本実施形態では、図８（ｂ）に示されるように、第１部材１１のボス部１４を中心とした回転方向の荷重が接合部１７に加わったときは、溝部２０が回転方向の荷重を受けるため、荷重が分散されることになる。従って、比較例の構造に比べて、第１部材１１と第２部材１２との破断が発生しにくくなる。

【0040】

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、溝部２０は、接合部１７へのせん断荷重の入力方向に対して垂直な方向に延在しているが、特にその形態には限られない。溝部２０は、接合部１７へのせん断荷重の入力方向に対して斜めに交差する方向に延在していてもよい。

【0041】

また、上記実施形態では、溝部２０は、せん断荷重の入力方向に沿って挿通孔１８を挟むようにせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在しているが、特にその形態には限られない。溝部２０は、挿通孔１８に対してせん断荷重の入力方向の片側のみにおいて、せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在していてもよい。また、溝部２０は、挿通孔１８を通り抜けるようにせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在していてもよい。

【0042】

また、上記実施形態では、２つの溝部２０が接合部１７に設けられているが、溝部２０の数としては、せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在していれば、特に２つには限られず、１つでもよいし、或いは３つ以上でもよい。

【0043】

また、上記実施形態では、溝部２０は、せん断荷重の入力方向に対して一直線状に交差する方向に延在しているが、その形態には限られない。溝部２０は、例えばせん断荷重の入力方向に対して曲線状または波状に交差する方向に延在していてもよい。

【0044】

また、上記実施形態では、溝部２０は、全体的にせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在しているが、特にその形態には限られない。溝部２０の少なくとも一部が、せん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在していればよい。従って、溝部２０の一部がせん断荷重の入力方向に対して交差する方向に延在しているのであれば、溝部２０の形状としては、例えば長円形状等であってもよい。

【0045】

また、上記実施形態では、溝部２０の一部領域に、ボス部１４の熱カシメによってボス部１４の一部が入り込んだ構成となっているが、特にその形態には限られない。溝部２０の全体にボス部１４の一部が入り込んでいてもよいし、或いは溝部２０にはボス部１４の一部が入り込んでいなくてもよい。

【0046】

また、上記実施形態では、第２部材１２の接合部１７に断面Ｖ字形の溝部２０が設けられているが、溝部２０の形状としては、特に断面Ｖ字形には限られず、断面Ｕ字形または断面半円形状等であってもよい。

【0047】

また、上記実施形態では、第２部材１２は金属メッキからなっているが、第２部材１２の材料としては、特に金属には限られず、熱可塑性樹脂であってもよい。つまり、第２部材１２は、樹脂成形品であってもよい。

【0048】

この場合、図９（ａ）に示されるように、接合部１７に真円環状の溝部３０が設けられた構造では、第２部材１２を挿通孔１８の軸方向（図９中のＰ方向）にしか成形することができない。一方、図９（ｂ）に示されるように、接合部１７に２つの一直線状の溝部２０が平行に設けられた構造では、第２部材１２を挿通孔１８の軸方向及び溝部２０の延在方向（図９中のＱ方向）の何れにも成形することが可能となる。溝部２０の延在方向は、挿通孔１８の軸方向に垂直な方向である。

【0049】

また、上記実施形態は、車両用構成部品としてのコンソールアッシー１についてであるが、本発明は、そのようなコンソールアッシー１以外の内装部品等の車両用構成部品にも適用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１…コンソールアッシー（車両用構成部品）、２…車両、１１…第１部材、１２…第２部材、１４…ボス部、１７…接合部、１７ａ…接合面、１８…挿通孔、２０…溝部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】