JP2009255746A - 車両用側面荷重対応構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前後方向での可動スペースが小さく、車室内空間への搭載性が良い車両用側面荷重対応構造を提供する。
【解決手段】車両用側面荷重対応構造は、左右のセンタピラー１間で車幅方向に延びる剛性バー５と、剛性バー５をセンタピラー１に沿って上下方向に昇降させる昇降装置１８とを備える。昇降装置はＸ状に交差するＸ型リンク１８であり、その上端部に支持した剛性バー５を駆動機構（１３，１４，１５，１６，１７）により上下移動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用側面荷重対応構造に関するものである。

自動車等の車両において、側面衝突時に片方のセンタピラーに加わる衝突荷重を、反対側のセンタピラーにも伝達して分散させるために、左右のセンタピラーの間に車幅方向に延びる左右結合部材を設ける場合がある。

この種の左右結合部材は、左右両端部がセンタピラー下端部に回動支点を有する一対の揺動リンクにより支持されている。通常時は左右結合部材はセンタピラーの高い位置に支持され、一方のセンタピラーに加わる衝突荷重を他方のセンタピラー側へ効率良く伝達できるようになっている。このような左右結合部材を設ける構造は、特にセンタピラー間をルーフ部で連結できないオープンカーの場合に効果がある。

そして、左右結合部材の前方に位置するフロントシートのシートバックを後方に倒す場合は、揺動リンクを下端の回動支点を中心にして後方に倒す。そうすると、揺動リンクの上端部に連結されている左右結合部材が、円弧軌跡に沿って後方へ下がり、シートバックの後傾が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２５２２４９号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、左右結合部材を上下移動させる際に、左右結合部材が揺動リンクにより前後方向にも円弧移動するため、左右結合部材の可動スペースが前後で大きくなり、限られた車室内空間への搭載性が悪い。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、車室内空間への搭載性が良い車両用側面荷重対応構造を提供することを目的とする。

本発明の車両用側面荷重対応構造は、左右のセンタピラー間に延びる剛性バーを、センタピラーに沿って上下に昇降させる昇降装置を備える構造である。

本発明の車両用側面荷重対応構造によれば、左右のセンタピラー間に延びる剛性バーをセンタピラーに沿って上下に昇降させるため、前後方向での可動スペースが小さく、車室内空間への搭載性が良い。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）図１は本実施形態の側面荷重対応構造を示す側面図、図２は図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う側面荷重対応構造を示す一部断面の後面図、図３は剛性バーを下降させた側面荷重対応構造を示す一部断面の後面図、図４は図２中矢示ＳＢ−ＳＢ線に沿うセンタピラーの断面図、図５は図２中矢示ＳＣ−ＳＣ線に沿うセンタピラーの断面図、図６は挟持体を示す拡大図、図７は狭持手段で剛性バーを挟持する直前状態を示す側面図、図８は狭持手段で剛性バーを挟持した状態を示す側面図である。

この実施形態は、側面荷重対応構造をルーフのないオープンタイプの自動車に適用する場合を示す。従って、車室内の車幅方向両側に位置するセンタピラー１は、図１に示すように、上端部が車体のウエストライン（サイドドアの上端）付近の高さで終わっている。

センタピラー１の前方には、フロントシート３が設置されている。フロントシート３は、シートクッション３ａと、シートバック３ｂと、を備えて構成され、シートバック３ｂはリクライニング機構により図１に示す起立位置から図１中の仮想線で示す後傾位置に向けて後側へ倒すことができるようになっている。

センタピラー１には、車幅方向両側においてサイドシルから上方に突設され、左右一対のセンタピラー１の間に車幅方向に延びる剛性バー５が設けられている。

センタピラー１の車幅方向内側面には、上下方向に沿う凹部４が形成されており（図４参照）、この凹部４内に剛性バー５の両端部が収納され、センタピラー１に沿って上下に移動できるようになっている。剛性バー５は断面矩形状で金属製の強度部材であり、中間に左右一対の長孔６が形成されている。なお、左右一対の長孔６は、車幅方向中央部を基準に左右に対称に形成されている。

センタピラー１の上端部に至る手前で凹部４は終了しており、センタピラー１の上端部には車両前後方向に対向する一対の挟持体７が設けられている。挟持体７は概略扇形をしており、金属または樹脂性の概略扇形の本体部７Ａと、本体部７Ａの湾曲面に接合された硬質のクッション材（例えば硬質ゴム）７Ｂと、を備えて構成されている。この一対の挟持体７は、扇状の湾曲面８を互いに対向させた状態で、回動ピン９によりセンタピラー１に対して回動自在に取り付けられている。この一対の挟持体７により挟持手段が構成されている。

挟持体７は、図６に示すように、扇形の両辺の長さが異なっており、一方が短半径部ａとして形成され、他方が短半径部ａよりも長さｃだけ長い長半径部ｂとして形成されている。つまり、挟持体７の湾曲面８は、図６〜８に示すように、真円形ではなく、一方の辺（短半径部ａ）が短く且つ他方の辺（長半径部ｂ）が長くなるように、回転中心９から半径が除々に大きくなるように形成されている。この挟持体７は、短半径部ａが上辺、長半径部ｂが上辺となるように、下辺の長半径部ｂがセンタピラー１に形成された突起１０上に載置保持されており、この載置状態で、短半径部ａが水平となり、長半径部ｂが斜め下方に向いている（図７参照参照）。載置状態で、一対の挟持体７間に形成される間隔は、下側ほど広い末広がりに形成され、最も狭い部位はつまり上辺ａ、ａ同士の間の間隔は、剛性バー５の前後幅よりも若干小さい程度となり、最も広い部位つまり下辺ｂ、ｂ同士の間の間隔は剛性バー５の前後幅よりも広くなっている。そのため、剛性バー５が上昇してくると、一対の挟持体７の間に剛性バー５がスムーズに入り込んでくることとなる。

車室内のフロア１１の中央には、上方に向けて凸状に突設されたトンネル部１２が車両前後方向に延びるように形成されている。このトンネル部１２を挟んだ車幅方向両側には、スライドレール１３と、ボールネジ１４と、が同軸上にそれぞれ水平状態で車幅方向に延在するように固定されている。ボールネジ１４はモータ１５により正逆方向へ回転自在になっている。スライドレール１３にはスライダ部１６がスライド自在に係合されて、当該スライダ部１６が車幅方向に移動できるようになっている。また、ボールネジ１４にはナット部１７が螺合されて、ボールネジ１４の回転によりナット部１７が車幅方向に移動できるようになっている。

そして、このスライダ部１６とナット部１７に、Ｘ型リンク１８の一対のリンク１８ａ、１８ａの下端部１９、１９が回転自在に軸支されている。Ｘ型リンク１８は２本の板状のリンク１８ａ、１８ａをＸ型に交差させて中心をピボットピンで回転自在に軸支した構造である。Ｘ型リンク１８の一対のリンク１８ａ、１８ａの上端部２０、２０はピン形状で、上方に位置する前記剛性バー５の長孔６内へ移動自在に係合されている。Ｘ型リンク１８は車幅方向に沿う鉛直面内で変形しながら上下寸法が変化するもので、前後方向には突出しない。従って、Ｘ型リンク１８の上下寸法を変化させることにより、剛性バー５が上下動する。尚、Ｘ型リンク１８の一方のリンク１８ａの下部は、トンネル部１２に設けられたベース部２１と、位置決めリンク２２を介して連結されている。この実施形態では、以上のスライダ部１６を有するスライドレール１３と、ナット部１７を有するボールネジ１４と、モータ１５と、により駆動機構（１３、１４、１５）が構成され、この駆動機構（１３、１４、１５）とＸ型リンク１８とにより剛性バー５を上下に昇降させる昇降装置が構成される。

また、本実施形態では、車両側面衝突を予知する図示せぬ側面衝突予知手段（例えばレーダー）と、シートバック３ｂのリクライニング機構による後傾動作を検知する図示せぬ後傾動作検知手段と、これらの検出手段の検出結果に基づいて昇降装置を制御する図示せぬ制御手段と、が設けられている。

制御手段は、通常時は、剛性バー５を上限位置に移動させておくようにモータ１５を制御する。そのため、通常時には剛性バー５が高い位置に維持されるため、側面衝突時に一方のセンタピラー１で受けた側面衝突力を剛性バー５を介して他方のセンタピラー１に伝達して分散できるため、衝突荷重を効率良く分散して、側面衝突に対して強い構造に保つことができる
また、制御手段は、後傾動作検知手段によりシートバック３ｂが後傾動作を始めたことを検知すると、剛性バー５が下降するようにモータ１５を制御する。そのため、剛性バー５が上側位置にあるときでも、シートバック３ｂを乗員の要求に応じて速やかに倒すことができる。

また、制御手段は、衝突予知手段（例えばレーダー等）が側面衝突を予知した場合には剛性バー５を上昇させるようにモータ１５を制御している。そのため、仮に剛性バー５が低い位置にあるときであっても、側面衝突が予知されたときには剛性バー５が速やかに上側位置に移動されるため、このような場合であっても側面衝突に強い状態にすることができる。

次に、作用を説明する。

通常時は、制御手段によって剛性バー５は上昇させた位置で保持される。このように剛性バー５が高い位置にあると、側面衝突時に一方のセンタピラー１に加わった衝突荷重を効率良く他方のセンタピラー１に伝達して分散でき、車室内の変形を確実に防止できる。

仮に、側面衝突予知手段（例えばレーダー等）が側突が予知した場合には、制御手段はモータ１５を駆動して剛性バー５を直ちに上昇させる。そのため、剛性バー５がセンタピラー１の上方位置にない場合も、速やかに剛性バー５が上方位置に移動され、側面衝突に対する準備ができる。

剛性バー５を上昇させる場合は、制御手段はモータ１５によってボールネジ１４を正方向に回転させる。すると、ナット部１７がフロア１１の中央側に移動していく。ナット部１７がフロア１１の中央側に移動するにしたがって、反対側のスライダ部１６もフロア１１の中央側に移動する。すると、Ｘ型リンク１８の下端部１９間の間隔が小さくなり、Ｘ型リンク１８は上下寸法が拡大する方向に変形する。このとき、Ｘ型リンク１８の上端部２０も剛性バー５における長孔６内で、互いに近づく方向に移動する。最終的に、図２に示すようにＸ型リンク１８の上端部２０が、剛性バー５の長孔６の内側端に突き当たった状態で、図示せぬリミットスイッチが作用して、モータ１５が停止して剛性バー５がその位置で停止する。

ここで、剛性バー５が上限位置にむけて上昇していく際には、剛性バー５がセンタピラー１の凹部４内に沿って上昇し、凹部４を過ぎて上限位置まで達した際に、前後一対の挟持体７の間に進入する。通常の保持状態における一対の挟持体７間の間隔、すなわち挟持体７の短半径部ａ間の間隔は、剛性バー５の前後幅よりも若干小さいため、剛性バー５が一対の挟持体７間に進入すると、剛性バー５が挟持体７のクッション材７Ｂに接触したまま上昇して、挟持体７を上側に回転させる。そうすると、挟持体７の回転に伴って、今度は挟持体７の長半径部ｂの方が剛性バー５に接するため、更に挟持体７に対する押圧力は高まり、最終的にはセンタピラー１の上端部まで上昇した剛性バー５が一対の挟持体７により強い圧力により挟持されることとなる。

次に、乗員がフロントシート３のシートバック３ｂをリクライニング機構により後方へ倒す場合は、制御手段は、後傾動作検知手段からの信号を受けてモータ１５を逆方向に回転させて、Ｘ型リンク１８の下端部１９の間の間隔を広げる。そうすると、Ｘ型リンク１８は上下寸法が小さくなるように変形して、剛性バー５が下降する。

剛性バー５が下降する際には、当該剛性バー５はまず一対の挟持体７との摩擦力によって一対の挟持体７を下方へ回転させながら下降し、センタピラー１に形成された凹部４に沿ってセンタピラー１の下部まで下降していく。剛性バー５の下限位置において、Ｘ型リンク１８の上端部２０が剛性バー５の長孔６における外側端に突き当たると（図３）、図示せぬリミットスイッチが作用してモータ１５が停止する。このように剛性バー５の下限位置では、Ｘ型リンク１８の両上端部２０が剛性バー５の両長孔６の外側端にそれぞれ突き当たった状態で停止するため（図３）、剛性バー５およびＸ型リンク１８がそれぞれの移動を規制し合い、剛性バー５及びＸ型リンク１８の振動が抑制される。

このように剛性バー５がセンタピラー１の下部まで下降すると、シートバック３ｂの後傾を邪魔するものがなくなるため、シートバック３ｂを後方へ倒すことができる。

次に本実施形態の効果を列挙する。

（１）本実施形態によれば、昇降装置を利用して剛性バー５をセンタピラー１に沿って上下動させるため、剛性バー５が前後方向に移動せずに前後方向での可動スペースが小さくなるため、限られた車室内空間への搭載性が良好となる
剛性バー５をセンタピラー１の高い位置に固定すると、側面衝突により片方のセンタピラー１に衝突荷重が加わった際に、衝突荷重を剛性バー５を介して反対側のセンタピラー１にも伝達して分散させることができ、車体の変形を抑制することができる。

（２）また本実施形態によれば、剛性バー５が上限位置で一対の挟持体７により車両前後方向から挟持されて固定される。そのため、剛性バー５を上限位置に確実に保持することができる。結果、剛性バー５とセンタピラー１との結合強度が高まり、また、剛性バー５の振動を防止できる。

（３）また本実施形態によれば、一対の挟持体７は、扇状の湾曲面８を車両前後方向に互いに対向させた状態でセンタピラー１に回転自在に支持され、当該一対の挟持体７の湾曲面８は下方にいくほど当該挟持体７の回転中心から遠くなるように形成されている。

そのため、剛性バー５が上方へ移動していくに従って、一対の挟持体７との干渉代が大きくなり、剛性バー５が上方に移動していくほど強く確実にセンタピラー１に支持されることとなる。結果、剛性バー５とセンタピラー１との結合強度がさらに高まり、剛性バー５の上側から人や荷物による荷重が加わっても問題ない。

（４）また本実施形態によれば、昇降装置が、車幅方向に沿う略鉛直面内で変形するＸ型リンク１８を利用したものであるため、剛性バー５とＸ型リンク１８とによってトラス構造が形成されることとなり、側面衝突に対して更に強い構造となる。

（５）また本実施形態によれば、Ｘ型リンク１８の一対のリンク１８ａの下端部１９間の距離を変更する駆動機構は、Ｘ型リンク１８の一方のリンク１８ａの下端部１９をスライダ部１６を介して車幅方向に移動自在に支持するスライドレール１３と、前記スライドレール１３と同軸上に配置されＸ型リンク１８の他方のリンク１８ａの下端部１９をナット部１７を介して車幅方向に移動自在に支持するボールネジ１４と、ボールネジ１４を正逆方向に回転駆動するモータ１５と、を備えて構成される。そのため、簡素な構造で、Ｘ型リンク１８を駆動する駆動機構（１３、１４、１５）を構成できる。

（６）また本実施形態によれば、Ｘ型リンク１８と同一平面内で、Ｘ型リンク１８のリンク１８ａ、１８ａの一方と、フロア１１と、を連結する位置決めリンク２２が設けられている。そのため、Ｘ型リンク１８の左右対称構造が維持され、車両側面衝突に対して強い構造を維持できる。また、Ｘ型リンク１８自体の強度も高まる。

（７）また本実施形態では、剛性バー５の上限位置で、Ｘ型リンク１８の一対の上端部２０、２０が剛性バー５における一対の長孔６、６の内側端にそれぞれ突き当たっている（図２）。そのため、剛性バーの上限位置では剛性バー５及びＸ型リンク１８は互いに動きを規制し合い、これにより、剛性バー５及びＸ型リンク１８の振動をさらに確実に防止できる。

（８）また本実施形態では、車両側面衝突を予知する図示せぬ側面衝突予知手段（例えばレーダー）と、当該検出手段の検出結果に基づいて昇降装置を制御する図示せぬ制御手段と、を備え、制御手段は、衝突予知手段（例えばレーダー等）が側面衝突を予知した場合に剛性バー５を上昇させるように昇降装置のモータ１５を制御するものである。

そのため、仮に剛性バー５が低い位置にあるときであっても、側面衝突が予知されたときには剛性バー５が速やかに上側位置に移動されるため、このような場合であっても側面衝突に強い状態にすることができる。

（９）また本実施形態では、シートバック３ｂの後傾動作を検知する後傾動作検知手段と、当該検出手段の検出結果に基づいて昇降装置を制御する図示せぬ制御手段と、を備え、制御手段は、後傾動作検知手段によってシートバック３ｂの後傾動作を検知すると、剛性バー５が下降するように昇降装置のモータ１５を制御するものである。そのため、剛性バー５が上側位置にあるときでも、シートバック３ｂを乗員の要求に応じて速やかに倒すことができる。

次に、本発明にかかる他の実施形態を説明する。

（第２実施形態）図９は第２実施形態に係る側面荷重対応構造を示す一部断面の後面図である。尚、第２実施形態は、先の第１実施形態と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本実施形態では、フロア１１のトンネル部１２にモータ２３を設置し、モータ２３の両端から同期して正逆方向に回転する２本のボールネジ２４が突出している。このボールネジ２４は回転方向は同じだが、互いに逆ネジになっている。そして、そのボールネジ２４にナット部２５が螺合され、ナット部２５にＸ型リンク１８の下端部が軸支されている。

従って、モータ２３を回転させと、２つのナット部２５の間の間隔が変化し、Ｘ型リンク１８の上下寸法が変化して、剛性バー５が上下動することとなる。

つまり、第２実施形態の駆動機構は、Ｘ型リンク１８の下端部１９の一方をナット部２５を介して車幅方向にスライド自在とする一方のボールネジ２４と、前記一方のボールネジ２４とは逆ネジで且つＸ型リンク１８の下端部１９の他方をナット部２５を介して車幅方向にスライド自在とする他方のボールネジ２４と、両ボールネジ２４の間に配置され両ボールネジ２４を正逆方向に回転駆動する１つのモータ２３と、を備えて構成される。

そのため、第２実施形態によれば、Ｘ型リンク１８を変形させる駆動機構の構造が簡略で、Ｘ型リンク１８のセンター位置を保つための位置決めリンクも不要になる。

以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。

例えば上述の実施形態では、制御手段によって、昇降装置を制御して剛性バー５を昇降させているが、手動のスイッチを設けて、乗員によるスイッチ操作により昇降装置のモータ１５を駆動させてもよい。また、本発明の技術的思想の範囲内でその他の様々な変更が可能である。

図１は第１実施形態の側面荷重対応構造を示す側面図。 図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う側面荷重対応構造を示す一部断面の後面図。 剛性バーを下降させた側面荷重対応構造を示す一部断面の後面図。 図２中矢示ＳＢ−ＳＢ線に沿うセンタピラーの断面図。 図２中矢示ＳＣ−ＳＣ線に沿うセンタピラーの断面図。 挟持体を示す拡大図。 狭持手段で剛性バーを挟持する直前状態を示す側面図。 挟持手段で剛性バーを挟持した状態を示す側面図。 第２実施形態に係る側面荷重対応構造を示す一部断面の後面図。

符号の説明

１ センタピラー
３ フロントシート
３ｂ シートバック
５ 剛性バー
７ 挟持体（挟持手段）
１３ スライドレール（駆動機構）
１４、２４ ボールネジ（駆動機構）
１５、２３ モータ（駆動機構）
１６ スライダ部（駆動機構）
１７、２５ ナット部（駆動機構）
１８ Ｘ型リンク（昇降装置）
１８ａ リンク
１９ 下端部
２０ 上端部
２２ 位置決めリンク

Claims (8)

1. 車幅方向両側のセンタピラー間に車幅方向に延びる剛性バーと、剛性バーをセンタピラーに沿って上下移動させる昇降装置と、備えることを特徴とする車両用側面荷重対応構造。
2. センタピラーに設けられ、上限位置の剛性バーの長手方向端部を車両前後方向で挟持する挟持手段を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用側面荷重対応構造。
3. 昇降装置は、Ｘ状に交差する一対のリンクを有して当該一対のリンクの上端部に剛性バーを支持し且つ車幅方向に沿う鉛直面内で変形して上下寸法が変化するＸ型リンクと、Ｘ型リンクの一対のリンクの下端部を支持して該下端部間の距離を変更する駆動機構と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用側面荷重対応構造。
4. 駆動機構は、Ｘ型リンクの一方のリンクの下端部をスライダ部を介して車幅方向に移動自在に支持するスライドレールと、Ｘ型リンクの他方のリンクの下端部をナット部を介して車幅方向に移動自在に支持するボールネジと、該ボールネジを正逆方向に回転駆動するモータと、を備えて構成されることを特徴とする請求項３記載の車両用側面荷重対応構造。
5. Ｘ型リンクは、車幅方向に沿う鉛直面内で、一対のリンクの一方とフロアの車幅方向中央位置とを連結する位置決めリンクをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の車両用側面荷重対応構造。
6. 駆動機構は、Ｘ型リンクの一方のリンクの下端部をナット部を介して車幅方向にスライド自在とする一方のボールネジと、前記一方のボールネジとは逆ネジで且つＸ型リンクの他方のリンクの下端部をナット部を介して車幅方向にスライド自在とする他方のボールネジと、両ボールネジの間に配置され両ボールネジを正逆方向に回転駆動する１つのモータと、を備えて構成されることを特徴とする請求項３記載の車両用側面荷重対応構造。
7. 車両側面衝突を予知する衝突予知手段と、衝突予知手段が側面衝突を予知したときに剛性バーを上昇させるように昇降装置のモータを制御する制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項記載の車両用側面荷重対応構造。
8. センタピラーの近傍に設けられたシートのシートバックの後傾動作を検知する後傾動作検知手段と、後傾動作検知手段によってシートバックの後傾動作を検知すると剛性バーが下降するように昇降装置のモータを制御する制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項記載の車両用側面荷重対応構造。

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