(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】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(54)【発明の名称】車両のボディ構造
(51)【国際特許分類】
B62D 25/02 20060101AFI20241126BHJP
B62D 25/08 20060101ALI20241126BHJP
B62D 27/02 20060101ALI20241126BHJP
【FI】
B62D25/02 B
B62D25/08 A
B62D27/02
(21)【出願番号】P 2021064031
(22)【出願日】2021-04-05
【審査請求日】2024-01-30
(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
(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
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松永 洋一
(72)【発明者】
【氏名】原 崇
(72)【発明者】
【氏名】金谷 俊助
(72)【発明者】
【氏名】金杉 英明
【審査官】林 政道
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-282122(JP,A)
【文献】実開平06-074440(JP,U)
【文献】特開2014-196031(JP,A)
【文献】特開2001-180275(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 17/00-25/08
B62D 25/14-29/04
B60J 5/06
B60R 22/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のドア開口部の後端に立設された中間ピラーと、前記中間ピラーの後方に立設された後部ピラーと、前記中間ピラーと前記後部ピラー間に配置されて、前記ドア開口部を開閉するスライドドアの高さ方向に中央部をガイドするセンターレールと、左右の前記後部ピラーを連結する梁状の部材で、シートベルト荷重を受けられるように構成された連結フレームとを備える車両のボディ構造であって、
前記連結フレームは、前記後部ピラーの高さ方向における中央上部に設けられており、
前記センターレールが車両前後方向に延びるボディフレームに取付けられることで、前記センターレールと前記ボディフレームとが棒状の骨格構造部材を構成しており、
前記骨格構造部材が前記中間ピラーと前記後部ピラーとを連結している車両のボディ構造。
【請求項2】
請求項1に記載の車両のボディ構造であって、
前記センターレールと前記ボディフレームとからなる前記骨格構造部材の高さ位置は、前記連結フレームよりも低い位置であり、前記骨格構造部材の車両前後方向における位置は、着座している乗員と重なる位置である車両のボディ構造。
【請求項3】
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の車両のボディ構造であって、
前記中間ピラーには、前記スライドドアのロック機構が取付けられており、
前記センターレールの前部は、前記ロック機構と等しい高さ位置で前記中間ピラーに連結されている車両のボディ構造。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両のボディ構造であって、
前記センターレールと前記ボディフレームとの前部は、締結機構により前記中間ピラーに連結されており、前記センターレールの後部は、前記締結機構により前記ボディフレームに対して連結されており、前記ボディフレームの後部は、溶接により前記後部ピラーに連結されている車両のボディ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の後部ピラーを連結する梁状の連結フレームにより、シートベルト荷重を受けられるように構成された車両のボディ構造に関する。
【背景技術】
【0002】
上記した車両のボディ構造に関する技術が特許文献1に記載されている。特許文献1の車両のボディ構造では、
図10に示すように、車両100のドア開口部102の後端に中間ピラー103が立設されており、その中間ピラー103の後方に後部ピラー104が立設されている。中間ピラー103と後部ピラー104間には、車室の側壁を構成するボディサイドパネル105が設けられており、そのボディサイドパネル105の上側に固定窓部107が設けられている。
【0003】
車両100の左右の後部ピラー104(左側の後部ピラーは省略)の上端部は、ルーフ部の後端骨格となる連結フレーム108によって連結されている。そして、連結フレーム108には、シートベルト110を上方から支えるスリップジョイント114がアンカボルト(図示省略)によって固定されている。これにより、車両に対して前方衝突荷重が加わると、乗員によるシートベルト荷重がシートベルト110を介して連結フレーム108に対して車両前方向に加わり、そのシートベルト荷重が後部ピラー104で受けられるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、例えば、中間ピラー103と後部ピラー104間に広い窓等を形成する場合、ボディサイドパネル105等の面積が減少することで、後部ピラー104の支持強度が低下する。このため、連結フレーム108を介して後部ピラー104に加わるシートベルト荷重を十分に受けられなくなるおそれがある。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、中間ピラーと後部ピラー間に広い窓等を形成した場合でも、シートベルト荷重を受ける後部ピラーの支持強度の低下を防止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項1の発明は、車両のドア開口部の後端に立設された中間ピラーと、前記中間ピラーの後方に立設された後部ピラーと、前記中間ピラーと前記後部ピラー間に配置されて、前記ドア開口部を開閉するスライドドアの高さ方向に中央部をガイドするセンターレールと、左右の前記後部ピラーを連結する梁状の部材で、シートベルト荷重を受けられるように構成された連結フレームとを備える車両のボディ構造であって、前記連結フレームは、前記後部ピラーの高さ方向における中央上部に設けられており、前記センターレールが車両前後方向に延びるボディフレームに取付けられることで、前記センターレールと前記ボディフレームとが棒状の骨格構造部材を構成しており、前記骨格構造部材が前記中間ピラーと前記後部ピラーとを連結している。
【0008】
本発明によると、センターレールとボディフレームとからなる骨格構造部材が中間ピラーと後部ピラーとを連結している。このため、例えば、車両衝突時のシートベルト荷重は、連結フレームを介して後部ピラーで受けられ、さらに前記骨格構造部材を介して中間ピラーで受けられるようになる。このため、中間ピラーと後部ピラー間に広い窓等を設けることで、後部ピラーの支持部材が減少した場合でも、前記後部ピラーの支持強度の減少を抑制できる。
【0009】
請求項2に係る発明によると、センターレールとボディフレームとからなる骨格構造部材の高さ位置は、連結フレームよりも低い位置であり、前記骨格構造部材の車両前後方向における位置は、着座している乗員と重なる位置である。
【0010】
請求項3に係る発明によると、中間ピラーには、スライドドアのロック機構が取付けられており、センターレールの前部は、ロック機構と等しい高さ位置で中間ピラーに連結されている。一般的に、中間ピラーにおいてスライドドアのロック機構が取付けられている部位(高さ位置)は中間ピラーの他の部位(高さ位置)と比較して強度が大きく構成されている。このため、センターレールの前部をこの位置に連結することで、シートベルト荷重を中間ピラーの強度が大きい部位で受けられるようになる。
【0011】
請求項4に係る発明によると、センターレールとボディフレームとの前部は、締結機構により前記中間ピラーに連結されており、前記センターレールの後部は、前記締結機構により前記ボディフレームに対して連結されており、前記ボディフレームの後部は、溶接により前記後部ピラーに連結されている。
【発明の効果】
【0012】
本発明によると、中間ピラーと後部ピラー間に広い窓等を形成した場合でも、シートベルト荷重を受ける後部ピラーの支持強度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明の実施形態1に係るボディ構造を備える車両のスライドドア閉時の模式斜視図である。
【
図2】前記車両のスライドドア開時の模式斜視図である。
【
図3】前記車両のボディ構造(右側)を室内側から見た側面図である。
【
図4】前記車両のボディ構造を構成する骨格構造部材を室内側から見た斜視図である。
【
図5】前記車両のボディ構造を構成する骨格構造部材の縦断面図(
図1、及び
図3、
図4のV-V矢視断面図)である。
【
図6】前記車両のボディ構造を構成する骨格構造部材の前半部分の平断面図(
図3のVI-VI矢視断面図)である。
【
図7】前記車両のボディ構造を構成する骨格構造部材の後半部分の平断面図(
図3のVII-VII矢視断面図)である。
【
図8】前記車両のボディ構造を構成する連結フレーム、シート架台、及びシートベルト装置を表す模式斜視図である。
【
図10】従来の車両のボディ構造を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
〔実施形態1〕
以下、
図1~
図9に基づいて本発明の実施形態1に係る車両のボディ構造について説明する。本実施形態に係る車両のボディ構造は、スライドドアを備えるワンボックス車両の後部ボディ構造である。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、本実施形態に係るボディ構造を備える車両の前後左右、及び上下に対応している。
【0015】
<車両ボディ10の概要について>
車両ボディ10の側面前部には、フロントドア11(
図1等参照)により開閉されるフロントドア開口部(図示省略)が形成されている。また、車両ボディ10の側面中央部には、
図2に示すように、スライドドア20により開閉されるリヤドア開口部12が形成されている。さらに、車両ボディ10の側面後部、即ち、リヤドア開口部12の後側には、
図1に示すように、車両前後方向に延びる骨格構造部材40によって上下に区分された上側固定窓部16と下側固定窓部17が設けられている。
【0016】
車両ボディ10のリヤドア開口部12の上側と下側とには、
図2に示すように、スライドドア20をスライド方向にガイドするアッパーレール21とロアレール22とが車両前後方向に延びるように設けられている。また、車両ボディ10の骨格構造部材40の内側には、スライドドア20の高さ方向中央部をスライド方向にガイドするセンターレール23(
図1参照)が車両前後方向に延びるように設けられている。これにより、スライドドア20がアッパーレール21、ロアレール22、及びセンターレール23に沿って車両前後方向にスライドが可能になる。
【0017】
<車両ボディ10の後部骨格構造の概要について>
車両ボディ10のリヤドア開口部12の下縁部には、
図3に示すように、車両前後方向に延びるロッカー30が設けられている。そして、ロッカー30の車両前後方向における中央位置(図示省略)には、フロントドア開口部とリヤドア開口部12とを区分けするBピラー(図示省略)が立設されている。また、ロッカー30の後端位置、即ち、リヤドア開口部12の後端には、Cピラー32が立設されている。さらに、車両ボディ10の後端位置には、Dピラー34が立設されている。
【0018】
そして、
図3に示すように、Cピラー32の高さ方向中央部とDピラー34とが、上記したセンターレール23を収納した骨格構造部材40によって連結されている。また、左右のDピラー34の中央上部が、
図8に示すように、梁状の連結フレーム35によって連結されている。さらに、左右のDピラー34の下部間には、後部シートが載せられるシート架台36が設けられている。そして、連結フレーム35には、シートベルト装置50のスリップジョイント57がアンカボルト58(
図9参照)によって固定されている。
【0019】
<Cピラー32について>
Cピラー32は、
図6の平断面図に示すように、ピラーアウタパネル321とピラーインナパネル322とから構成されている。ピラーアウタパネル321とピラーインナパネル322とには、前後にフランジ部321f,322fが形成されている。そして、両パネル321,322の前後のフランジ部321f,322fが合わせられ、互いに溶接等により接合されることで、Cピラー32は上下方向に延びる筒状に形成されている。また、Cピラー32のピラーアウタパネル321の表面は、ボディパネル14によって覆われており、ボディパネル14の前端フランジ部14fがCピラー32の前側のフランジ部321f,322fに接合されている。また、Cピラー32の高さ方向中央部は、
図3に示すように、他の部分よりも前後方向の幅寸法が大きく設定されて、強度が大きくなるように構成されている。そして、Cピラー32の高さ方向中央部に、スライドドア20の全閉ロック機構(図示省略)が設けられている。
【0020】
<Dピラー34について>
Dピラー34は、
図7の平断面図に示すように、ピラーアウタパネル341とピラーインナパネル342とから構成されている。ピラーアウタパネル341は、断面略台形状に形成されて、前端フランジ部341fと後端フランジ部341bとを備えている。そして、ピラーアウタパネル341の前端フランジ部341fと後端フランジ部341bとがピラーインナパネル342に溶接等により接合されることで、Dピラー34は上下方向に延びる筒状に形成されている。また、Dピラー34、及びその周辺は車両の意匠面を構成するボディ表面パネル15によって車両外側から覆われている。
【0021】
<骨格構造部材40について>
骨格構造部材40は、
図3、
図4等に示すように、水平な状態でCピラー32の高さ方向中央部とDピラー34とを連結する部材である。ここで、骨格構造部材40の高さ位置は、
図8に示すように、連結フレーム35よりも低い位置に設定されている。また、骨格構造部材40の車両前後方向における位置は、後部座席(図示省略)に着座している乗員と側面視において重なる位置である。骨格構造部材40は、スライドドア20用のセンターレール23と、そのセンターレール23を収納する前部ボディフレーム45と、その前部ボディフレーム45の後半部分を車両内側から覆った状態でDピラー34に接続される後部ボディフレーム47とから構成されている。
【0022】
センターレール23は、スライドドア20の後端の高さ方向中央部に設けられた中央部ローラーユニット(図示省略)が転動可能な状態で連結されるレールであり、
図5に示すように、断面略C字形の溝状に形成されている。また、センターレール23の前部は、
図6に示すように、Cピラー32の外周形状に合わせて略円弧形に成形された湾曲部となっており、その湾曲部より後側が車両前後方向に延びる直線部となっている。センターレール23は、前記湾曲部の前端位置と、前記直線部の前端位置、及び後端位置とがボルト等の締結機構Bにより、後記するように、Cピラー32、及び前部ボディフレーム45、後部ボディフレーム47に固定されている。ここで、スライドドア20のアッパーレール21、及びロアレール22もセンターレール23と同様に湾曲部と直線部とから構成されるている。これにより、スライドドア20が開かれる際には、スライドドア20は、車両後方にスライドしながら車幅方向外側に移動し、その後、車両後方にスライドするようになる。
【0023】
センターレール23は、
図5、
図6に示すように、直線部が前部ボディフレーム45に収納されている。前部ボディフレーム45は、
図5に示すように、断面略横向きU字形の溝状に形成されており、センターレール23に対して縦横方向の寸法が十分大きな値に設定されている。そして、前部ボディフレーム45の奥側縦板部45bに対してセンターレール23の奥側縦板部23fがボルト等の締結機構Bにより固定されている。また、前部ボディフレーム45における溝の開口側の上下には、
図4、
図5に示すように、フランジ部45fが形成されている。そして、前部ボディフレーム45の上側のフランジ部45fが上側固定窓部16の窓ガラス16zの下端縁に接着剤等により固定されている。また、前部ボディフレーム45の下側のフランジ部45fが下側固定窓部17の窓ガラス17zの上端縁に接着剤等により固定されている。
【0024】
前部ボディフレーム45は、
図6、
図7に示すように、センターレール23が収納される部分よりも後方では、センターレール23から離れるにつれて溝の深さ寸法が徐々に小さくなる。そして、前部ボディフレーム45の後部では、
図7に示すように、溝底に位置する奥側縦板部45bが最終的に上下のフランジ部45fと一体になる。さらに、前部ボディフレーム45の奥側縦板部45b、及びフランジ部45fに対してボディ表面パネル15のフランジ部15fが溶接等により接合されるようになる。
【0025】
前部ボディフレーム45の後半部分は、
図4、及び
図6、
図7に示すように、後部ボディフレーム47によって車両内側から覆われている。後部ボディフレーム47は、前部ボディフレーム45とDピラー34とをつなぐフレームであり、前部ボディフレーム45の断面形状とほぼ等しい断面形状、即ち、断面略横向きU字形の溝状に形成されている。そして、後部ボディフレーム47の内側に前部ボディフレーム45の後半部分が嵌め込まれている。
【0026】
後部ボディフレーム47の奥側縦板部47bの前部は、
図7に示すように、前部ボディフレーム45の奥側縦板部45bに対して車両内側から重ねられた状態で溶接等により接合されている。また、後部ボディフレーム47の奥側縦板部47bの全体は、Dピラー34のピラーインナパネル342によって車両内側から覆われた状態で、そのピラーインナパネル342に溶接等により接合されている。さらに、後部ボディフレーム47の後部には、
図7に示すように、後部ボディフレーム47のフランジ部47f(
図4参照)につながる蓋状パネル47uが設けられており、その蓋状パネル47uの前部が前部ボディフレーム45の奥側縦板部45b、及びフランジ部45fに重ねられて溶接等により接合されている。さらに、後部ボディフレーム47の蓋状パネル47uの後端部がDピラー34のピラーアウタパネル341に溶接等により接合されている。
【0027】
<センターレール23の固定について>
センターレール23は、上記したように、湾曲部の前端位置と、直線部の前端位置、及び後端位置とがボルト等の締結機構BによりCピラー32等に固定されている。即ち、センターレール23の湾曲部の前端位置では、
図6に示すように、そのセンターレール23の奥側縦板部23fと、ボディパネル14と、Cピラー32のピラーアウタパネル321とに締結機構Bのボルトが通される。これにより、センターレール23の湾曲部の前端位置は、締結機構BによってCピラー32に固定される。また、センターレール23の直線部の前端位置では、そのセンターレール23の奥側縦板部23fと、前部ボディフレーム45の奥側縦板部45bと、Cピラー32のピラーアウタパネル321とに締結機構Bのボルトが通される。これにより、センターレール23の直線部の前端位置は、締結機構BによってCピラー32と前部ボディフレーム45の前端部とに固定される。
【0028】
さらに、センターレール23の直線部の後端位置では、そのセンターレール23の奥側縦板部23fと、前部ボディフレーム45の奥側縦板部45bと、後部ボディフレーム47の奥側縦板部47bとに締結機構Bのボルトが通される。これにより、センターレール23の直線部の後端位置は、締結機構Bによって前部ボディフレーム45、及び後部ボディフレーム47の前端部に固定される。そして、上記したように、後部ボディフレーム47の奥側縦板部47bの全体がDピラー34のピラーインナパネル342に溶接等により接合され、さらに、後部ボディフレーム47の蓋状パネル47uがDピラー34のピラーアウタパネル341に溶接等により接合される。これにより、Cピラー32の高さ方向中央部とDピラー34とは、センターレール23と前部ボディフレーム45、及び後部ボディフレーム47とからなる骨格構造部材40により強固に連結されるようになる。
【0029】
<シートベルト装置50について>
シートベルト装置50は、
図8に示すように、三点式のシートベルト装置であり、後部シート(図示省略)の座席数に合わせて複数セット設けられている。シートベルト装置50は、
図8、
図9に示すように、ベルト本体53と、ベルト本体53を巻取るリトラクタ52と、座席上部後方の連結フレーム35に取付けられて、ベルト本体53の途中部分を支持するスリップジョイント57とを備えている。また、シートベルト装置50は、ベルト本体53の先端部を座席右横のボディフレーム(図示省略)に固定するアンカー金具54と、座席左横のアンカー金具54に板状ブラケット56eを介して連結されたバックル56とを備えている。ベルト本体53はタングプレート55に通されており、そのタングプレート55が前記バックル56に連結可能に構成されている。
【0030】
リトラクタ52は、ベルト本体53をバネ力で巻取り可能、かつベルト本体53に対して所定以上の張力が加わったときに引き出しロック可能に構成されている。リトラクタ52は、ブラケットによってボディフレーム(図示省略)に取付けられている。また、前記スリップジョイント57は、アンカボルト58によって連結フレーム35に取付けられている。
【0031】
<上記したボディ構造の働きについて>
車両が前方衝突をすると、後部座席に着座している乗員には車両前方に移動するような慣性力が働く。このため、シートベルト装置50は、乗員の上体を後部座席に保持するように動作する。これにより、連結フレーム35には、ベルト本体53、及びスリップジョイント57を介して乗員の慣性力による荷重、即ち、シートベルト荷重が車両前向きに加わるようになる。そして、前記シートベルト荷重が連結フレーム35を介してDピラー34に加わるようになる。ここで、Dピラー34は、骨格構造部材40によってCピラー32の高さ方向中央部に連結されている。このため、前記シートベルト荷重は、Dピラー34と、骨格構造部材40によってDピラー34に連結されているCピラー32とにより受けられるようになる。
【0032】
<本実施形態において使用した用語と本発明に係る用語との対応>
本実施形態のCピラー32が本発明の中間ピラーに相当し、Dピラー34が本発明の後部ピラーに相当する。また、リヤドア開口部12が本発明のドア開口部に相当する。また、前部ボディフレーム45と後部ボディフレーム47とか本発明のボディフレームに相当する。
【0033】
<本実施形態に係る車両のボディ構造の長所について>
本実施形態に係る車両のボディ構造によると、センターレール23と前部、後部ボディフレーム45,47とからなる骨格構造部材40がCピラー32(中間ピラー)とDピラー34(後部ピラー)とを連結している。このため、例えば、車両衝突時のシートベルト荷重は、連結フレーム35を介してDピラー34で受けられ、さらに骨格構造部材40を介してCピラー32で受けられるようになる。このため、Cピラー32とDピラー34間に広い窓16,17を設けることで、Dピラー34の支持部材が減少した場合でも、Dピラー34の支持強度の減少を抑制できる。
【0034】
また、Cピラー32の高さ方向中央部は、
図3に示すように、他の部分よりも強度が大きくなるように構成されて、スライドドア20の全閉ロック機構(図示省略)が設けられている。そして、Cピラー32の高さ方向中央部に骨格構造部材40(センターレール23)が連結される。このため、Cピラー32の強度が大きい部位でシートベルト荷重を受けられるようになる。
【0035】
[変更例]
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、骨格構造部材40を構成するボディフレームを前部ボディフレーム45と後部ボディフレーム47とから構成する例を示した。しかし、前部ボディフレーム45と後部ボディフレーム47とを一体化することも可能である。また、本実施形態の車両では、骨格構造部材40の上側に上側固定窓部16を形成し、下側に下側固定窓部17を形成する例を示した。しかし、上側固定窓部16と下側固定窓部17との代わりに、例えば、樹脂製の壁部等を設ける構成でも可能である。
【符号の説明】
【0036】
10・・・車両ボディ
12・・・リヤドア開口部(ドア開口部)
20・・・スライドドア
32・・・Cピラー(中間ピラー)
34・・・Dピラー(後部ピラー)
35・・・連結フレーム
40・・・骨格構造部材
23・・・センターレール
45・・・前部ボディフレーム(ボディフレーム)
47・・・後部ボディフレーム(ボディフレーム)
50・・・シートベルト装置
53・・・ベルト本体
57・・・スリップジョイント
58・・・アンカボルト