JP2015000601A - 車体構成部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度と重量のバランスの最適化を図ることができる車体構成部材及びその製造方法を得る。【解決手段】ドアリンフォース１０は、金属製（アルミニウム合金製）のリンフォース本体部４４と、リンフォース本体部４４を形成するアルミニウム合金よりも比強度が大きな材料（ＣＦＲＰ）を用いて形成された補強部４６と、を備えている。また、補強部４６は、リンフォース本体部４４内に配置されており、さらに補強部４６は、長尺状に形成されている。これにより、リンフォース本体部４４の肉厚を増加させることなくドアリンフォース１０の強度が確保され、ドアリンフォース１０の強度と重量のバランスの最適化を図ることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車体構成部材及びその製造方法に関する。

下記特許文献１には、板状の鉄材がプレス加工されることによって形成された骨格部材と、板状の繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）からなるシート部材と、を有する車体構成部材（ドアリンフォース）が開示されている。また、車体構成部材は、シート部材が接着又はインサート成形により骨格部材と一体化されることによって構成されている。

特開２０１１−１３１６３８号公報

しかしながら、ドアリンフォース等のように所定の強度を要求される車体構成部材にあっては、強度と重量のバランスの最適化を図ることが肝要である。

本発明は上記事実を考慮し、強度と重量のバランスの最適化を図ることができる車体構成部材及びその製造方法を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車体構成部材は、金属製の車体構成部材本体部と、前記車体構成部材本体部の内部に配置されていると共に前記車体構成部材と一体に形成され、前記車体構成部材本体部よりも比強度が大きな材料を用いて形成された長尺状の補強部と、を備えている。

請求項１記載の本発明では、上記の補強部が金属製の車体構成部材本体部内に配置されることによって車体構成部材が構成されている。そのため、引っ張りや曲げ等の荷重が車体構成部材本体部に加わると、補強部が当該荷重に抗する。これにより、引っ張りや曲げ等の荷重による車体構成部材の変形が抑制される。特に、本発明では、補強部が、その長手方向に引っ張られる又は圧縮される荷重が加わった際の車体構成部材の変形が効果的に抑制される。また、本発明では、補強部が車体構成部材本体部よりも比強度の大きな材料を用いて形成されているため、車体構成部材本体部の肉厚を増加させることなく車体構成部材の強度が確保される。

請求項２記載の本発明に係る車体構成部材は、請求項１記載の車体構成部材において、前記補強部は、繊維の方向が該補強部の長手方向に向けられた繊維材又は繊維強化複合材を用いて形成されていることを特徴としている。

請求項２記載の本発明では、車体構成部材本体部が、上記の繊維材又は繊維強化複合材を用いて補強されている。その結果、補強部が、その長手方向（繊維の方向）に引っ張られる又は圧縮される荷重が加わった際の車体構成部材の変形が効果的に抑制される。

請求項３記載の本発明に係る車体構成部材は、請求項１又は請求項２記載の車体構成部材において、前記車体構成部材本体部には、稜線が形成されており、前記補強部が前記稜線に沿って配置されていることを特徴としている。

ところで、車体構成部材が曲げられると、当該曲げによる応力が車体構成部材本体部に形成された稜線に集中し、車体構成部材が稜線を起点として変形することが考えられる。しかしながら、請求項３記載の本発明では、補強部が車体構成部材本体部に形成された稜線に沿って設けられている。これにより、稜線を起点とする車体構成部材の変形が抑制される。

請求項４記載の本発明に係る車体構成部材は、請求項３記載の車体構成部材において、前記補強部が前記車体構成部材本体部における湾曲している部分の端部に配置されている。

ところで、車体構成部材が曲げられると、当該曲げによる応力が車体構成部材本体部における湾曲している部分に集中し、車体構成部材が湾曲している部分を起点として変形することが考えられる。しかしながら、請求項４記載の本発明では、補強部が車体構成部材本体部における湾曲している部分の端部の配置されている。これにより、当該部分を起点とする車体構成部材の変形が抑制される。

請求項５記載の本発明に係る車体構成部材は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車体構成部材において、前記車体構成部材本体部は、車体に設けられたドア開口部を開閉するサイドドアの内部に設けられており、前記補強部が、車両前後方向に沿って配置されていることを特徴としている。

請求項５記載の本発明では、上記の車体構成部材がサイドドアの内部に設けられている。そのため、車体が前突等することによって、サイドドアに曲げ荷重が入力されると、車体構成部材本体部に加えて補強部が当該曲げ荷重に抗する。

請求項６記載の本発明に係る車体構成部材の製造方法は、請求項２記載の車体構成部材の製造、並びに、請求項３〜請求項５において請求項２を引用する車体構成部材の製造に適用され、前記車体構成部材本体部を構成する素材及び前記補強部を構成する素材を押し出し装置に導入する素材導入工程と、前記車体構成部材本体部を構成する素材と前記補強部を構成する素材とを同時に押し出すことによって前記車体構成部材本体部と前記補強部とを一体化させる押し出し工程と、前記押し出し工程により押し出された前記車体構成部材本体部及び前記補強部を所定の長さに切断する切断工程と、を有することを特徴としている。

請求項６記載の本発明では、上記の押し出し工程を経ることによって、車体構成部材本体部と補強部とが一体化され、車体構成部材が構成される。ところで、繊維材や繊維強化複合材を押し出すと、当該繊維材や繊維強化複合材の繊維の方向が押し出し方向に沿う。これにより、補強部が、その長手方向（押し出し方法）に引っ張られる又は圧縮される荷重が加わった際の車体構成部材の変形が効果的に抑制される。

請求項１記載の本発明に係る車体構成部材は、強度と重量のバランスの最適化を図ることができる、という優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車体構成部材は、強度と重量のバランスのより一層の最適化を図ることができる、という優れた効果を有する。

請求項３又は請求項４記載の本発明に係る車体構成部材は、稜線及び湾曲している部分を起点とする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。

請求項５記載の本発明に係る車体構成部材は、サイドドアの変形を抑制することができると共にサイドドアの重量の増加を抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項６記載の本発明に係る車体構成部材の製造方法は、車体構成部材の強度と重量のバランスの最適化を図ることができる、という優れた効果を有する。

サイドドアの一部を構成するドアフレームサブアッセンブリを示す斜視図である。 図１に示された２−２線に沿って切断したサイドドアの断面を示す断面図である。 第１実施形態に係るドアリンフォースの断面を拡大して示す拡大断面図である。 第１実施形態に係るドアリンフォースを車幅方向外側から見た側面図である。 押し出し工程により押し出されるドアリンフォース本体部及び補強部を示す斜視図である。 補強部を有する部位における押し出し型の内部の断面を模式的に示した模式断面図である。 補強部を有しない部位における押し出し型の内部の断面を模式的に示した模式断面図である。 前面衝突による衝突荷重がドアリンフォースに伝達された際の該ドアリンフォースの変形を模式的に示した模式図である。 前面衝突による衝突荷重が対比例に係るドアリンフォースに伝達された際の該ドアリンフォースの変形を模式的に示した図６に対応する模式図である。 第２実施形態に係るドアリンフォースを示す図３に対応する拡大断面図である。 図８Ａの一点鎖線で囲まれた部位を拡大して示す拡大断面図である。 第３実施形態に係るドアリンフォースを示す図３に対応する拡大断面図である。 インパクトビームを示す拡大断面図である。 測面衝突による衝突荷重がインパクトビームに伝達された際の該インパクトビームの変形を模式的に示した模式図である。 車体の側部を示す側面図である。 図１２に示されたＢ−Ｂ線に沿って切断したフロントピラーの断面を拡大して示す拡大断面図である。 図１２に示されたＣ−Ｃ線に沿って切断したセンタピラーの断面を拡大して示す拡大断面図である。

次に、図１〜図４を用いて本発明の第１実施形態に係る車体構成部材について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、単に前後、上下の方向を示す場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の車体構成部材としてのドアリンフォース１０は、車体の側部に設けられたドア開口部（図１２に示されたフロントサイドドア開口部１４０及びリヤサイドドア開口部１４２）を開閉するサイドドア１２の内部に設けられている。以下、先ずサイドドア１２の概略の構成について説明し、次いで本実施形態の要部であるドアリンフォース１０の構成について説明する。

（サイドドア１２の概略の構成）
図１に示されるように、サイドドア１２は、車両側面視で車両下方側に向けて開放された略逆Ｕ字状に形成されたドアフレーム１４を備えている。このドアフレーム１４は、車両上下方向に延びる第１フレーム部１６と、第１フレーム部１６の後方側に配置され車両上下方向に延びる第２フレーム部１８と、第１フレーム部１６の上端と第２フレーム部１８の上端とを繋ぐ第３フレーム部２０と、を備えている。また、第１フレーム部１６の下端部は、ブラケット２２を介して後述するドアインナパネル３２に固定されている。さらに、第２フレーム部１８の下端部には、図示しないドアロック装置が取付けられるロックリンフォース２４が接合されており、また第２フレーム部１８の下端部は、ロックリンフォース２４を介して後述するドアインナパネル３２に固定されている。さらに、第３フレーム部２０の前端部には、図示しないサイドミラーが固定されるミラーベース２６が接合されている。

また、第１フレーム部１６と第２フレーム部１８との間には、後に詳述するドアリンフォース１０が架け渡されており、またドアリンフォース１０の前端部及び後端部がそれぞれ第１フレーム部１６及び第２フレーム部１８に接合されている。

以上説明したロックリンフォース２４及びドアリンフォース１０等がドアフレーム１４に取付けられることによってドアフレームサブアセンブリ２８が構成されている。

図２に示されるように、サイドドア１２は、該サイドドア１２の外観意匠の一部を構成するドアアウタパネル３０を備えている。このドアアウタパネル３０は、車両前後方向及び上下方向に延在すると共に車両側面視で略矩形状に形成されている。また、ドアアウタパネル３０の前端部、後端部及び下端部は、それぞれヘミング加工が施されることによって後述するドアインナパネル３２の前端部、後端部及び下端部に接合されている。

また、ドアアウタパネル３０の車幅方向内側には、ドアインナパネル３２が設けられている。このドアインナパネル３２は、車両前後方向及び上下方向に延在すると共に車両側面視で略矩形状に形成された一般部３４と、一般部３４の前端及び後端からそれぞれ車幅方向外側に屈曲して延びる前壁部３６及び後壁部３８を備えている。また、前壁部３６及び後壁部３８の車幅方向外側の端部は、ドアアウタパネル３０の前端部及び後端部が接合されるフランジ部４０，４２とされている。

以上説明した、ドアアウタパネル３０とドアインナパネル３２との間には、図示しないインパクトビームや後述するドアリンフォース１０等が設けられている。

（ドアリンフォース１０）
図３及び図４に示されるように、ドアリンフォース１０は、アルミニウム合金を用いて形成された車体構成部材本体部としてのリンフォース本体部４４の内部にアルミニウム合金よりも比強度の大きい繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）を用いて形成された補強部４６が設けられることによって構成されている。

リンフォース本体部４４は、車両側面視で車両前後方向を長手方向とする矩形状に形成されており、またリンフォース本体部４４の断面（車両正面視での断面）は中心部に中空部４８を有する閉断面を成している。具体的には、リンフォース本体部４４は、車幅方向を板厚方向として車両前後方向に延びる内壁部５０と、内壁部５０の車幅方向外側に配置されていると共に該内壁部５０と略平行に延びる外壁部５２と、を備えている。また、リンフォース本体部４４は、内壁部５０の上端と外壁部５２の上端とを繋ぐと共に車両上下方向を板厚方向として車両前後方向に延びる上壁部５４を備えており、さらに上壁部５４の車幅方向の中間部には、車幅方向を板厚方向として車両前後方向に延びる上側フランジ部５６が立設されている。また、リンフォース本体部４４は、内壁部５０の下端と外壁部５２の下端とを繋ぐと共に上壁部５４と略平行に延びる下壁部５８を備えており、さらに下壁部５８の車幅方向の中間部には、車幅方向を板厚方向として車両前後方向に延びる下側フランジ部６０が立設されている。

また、内壁部５０と上壁部５４との境界部及び内壁部５０と下壁部５８との境界部は、それぞれ断面視で略Ｌ字状に屈曲されており、この屈曲された部位は、車両前後方向に延びる稜線としての第１内側稜線６２及び第２内側稜線６４とされている。さらに、外壁部５２と上壁部５４との境界部及び外壁部５２と下壁部５８との境界部は、それぞれ断面視で略Ｌ字状に屈曲されており、この屈曲された部位は、車両前後方向に延びる稜線としての第１外側稜線６６及び第２外側稜線６８とされている。

補強部４６は、車両正面視で円形の中実断面とされていると共に車両前後方向を長手方向とする長尺状に形成されている。また、補強部４６は、リンフォース本体部４４に形成された第１内側稜線６２、第２内側稜線６４、第１外側稜線６６及び第２外側稜線６８に沿ってそれぞれ配置されている。さらに、前述の通り、補強部４６は、リンフォース本体部４４を形成するアルミニウム合金よりも比強度が大きなＣＦＲＰを用いて形成されている。ＣＦＲＰは、所定の長さの炭素繊維を樹脂材（樹脂マトリクス）内に配合することによって構成されている。また、本実施形態では、樹脂材内に配合された炭素繊維の繊維の方向（矢印Ａ方向）が補強部４６の長手方向（車両前後方向）に向けられている。なお、樹脂材内に配合された炭素繊維の繊維の方向が補強部４６の長手方向に向けられているとは、樹脂材内の全ての炭素繊維の繊維の方向が補強部４６の長手方向に向けられていることを意味するものではなく、所定の量の炭素繊維の繊維の方向が補強部４６の長手方向に向けられていることを意味する。

（ドアリンフォース１０の製造方法）
次に、上記のドアリンフォース１０の製造方法について説明する。

図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、本実施形態では上記のドアリンフォース１０が押し出し成型によって形成されている。具体的には、ドアリンフォース１０を形成する押し出し装置７０は、円筒状に形成されたコンテナ７２と、該コンテナ７２の一端に固定されたダイス７４と、を有して構成されている。また、コンテナ７２には、補強部４６を形成するＣＦＲＰ７６をコンテナ７２内に導入するための導入部７８が接続されている。さらに、ダイス７４には、ドアリンフォース１０を所望の断面に形成するための溝部８０が形成されている。

図５Ｂ及び図５Ｃに示されるように、アルミニウム合金のビレット８２（素材）及びＣＦＲＰ７６（素材）がコンテナ７２内に導入される（素材導入工程）。次いで、アルミニウム合金のビレット８２とＣＦＲＰ７６とが、ダミーブロック８４及び図示しない押ステムを介してダイス７４側に同時に押し出されることによって、図５Ａに示されるように、ダイス７４の先端からリンフォース本体部４４と補強部４６とが一体化された状態（密着した状態）で突出する（押し出し工程）。そして、ダイス７４の先端から突出したリンフォース本体部４４及び補強部４６が、所定の長さに切断されることによってドアリンフォース１０が形成される（切断工程）。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図３及び図４に示されるように、本実施形態では、上記の補強部４６が金属製（アルミニウム合金）のリンフォース本体部４４内に配置されることによってドアリンフォース１０が構成されている。そのため、前突等による衝突荷重がサイドドア１２に入力され、引っ張りや曲げ等の荷重がリンフォース本体部４４に加わると、図６に示されるように、補強部４６が当該荷重に抗する。これにより、図７に示された補強部４６を備えていないドアリンフォース８６に比して、引っ張りや曲げ等の荷重によるドアリンフォース１０の変形が抑制される。すなわち、サイドドア１２の変形が抑制される。特に、本実施形態では、補強部４６が、その長手方向に引っ張られる又は圧縮される荷重が加わった際のドアリンフォース１０の変形が効果的に抑制される。また、本実施形態では、補強部４６がリンフォース本体部４４よりも比強度の大きな材料を用いて形成されているため、リンフォース本体部４４の肉厚を増加させることなくドアリンフォース１０の強度が確保される。すなわち、本実施形態に係るドアリンフォース１０は、該ドアリンフォース１０の強度と重量のバランスの最適化を図ることができ、ひいてはサイドドア１２の重量の増加を抑制することができる。

また、本実施形態では、リンフォース本体部４４内に設けられた補強部４６を構成する炭素繊維の繊維の方向（矢印Ａ方向）が、該補強部４６の長手方向に向けられている。そのため、補強部４６が、その長手方向（繊維の方向）に引っ張られる又は圧縮される荷重が加わった際のドアリンフォース１０の変形を効果的に抑制することができる。

ところで、ドアリンフォース１０が曲げられると、当該曲げによる応力がリンフォース本体部４４に形成された稜線（第１内側稜線６２、第２内側稜線６４、第１外側稜線６６及び第２外側稜線６８）に集中し、ドアリンフォース１０が稜線を起点として変形（座屈等）することが考えられる。しかしながら、本実施形態では、補強部４６がリンフォース本体部４４に形成された稜線（第１内側稜線６２、第２内側稜線６４、第１外側稜線６６及び第２外側稜線６８）に沿って設けられている。これにより、稜線を起点とするドアリンフォース１０の変形を抑制することができる。

また、図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、本実施形態のドアリンフォース１０は、上記の押し出し工程を経ることによって形成されている。ところで、ＣＦＲＰを押し出すと、当該ＣＦＲＰの炭素繊維の繊維の方向が押し出し方向に沿う。これにより、補強部４６が、その長手方向（押し出し方法（矢印Ａ方向））に引っ張られる又は圧縮される荷重が加わった際のドアリンフォース１０の変形を効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、アルミニウム合金を用いてリンフォース本体部４４を形成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鋼材等の他の金属を用いてリンフォース本体部を形成することもできる。

また、本実施形態では、ＣＦＲＰを用いて補強部４６を形成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＧＦＲＰを用いて補強部を構成する、或いは、炭素繊維やガラス繊維などの繊維材を用いて補強部を構成することもできる。また、リンフォース本体部を形成する金属材よりも比強度が大きい他の素材を用いて補強部を形成することもできる。

（第２実施形態）
次に、図８Ａ及び図８Ｂを用いて本発明の第２実施形態に係る車体構成部材について説明する。なお、前述の第１実施形態の車体構成部材（ドアリンフォース１０）と基本的に同一の部材及び部分については同一の符号を付している。

図８Ａに示されるように、本実施形態の車体構成部材としてのドアリンフォース８８は、第１実施形態に係るドアリンフォース１０に比して断面の形状が異なることに特徴がある。具体的には、リンフォース本体部４４の内壁部５０と上壁部５４との境界部は、緩やかに湾曲しており、この湾曲している部位が第１内側稜線６２とされている。また、内壁部５０と下壁部５８との境界部には、内壁部５０と略面一に配置された下側フランジ部６０が接合されている。さらに、外壁部５２と上壁部５４との境界部及び外壁部５２と下壁部５８との境界部は、それぞれ湾曲しており（リンフォース本体部４４の内壁部５０と上壁部５４との境界部よりも大きな曲率で湾曲しており）、この湾曲している部位が第１外側稜線６６及び第２外側稜線６８とされている。

また、本実施形態では、補強部４６が、リンフォース本体部４４に形成された第１内側稜線６２、第１外側稜線６６及び第２外側稜線６８に沿ってそれぞれ配置されている。詳述すると、図８Ｂに示されるように、第１外側稜線６６に沿って配置された補強部４６は、外壁部５２と上壁部５４との境界部におけるＲエンド部９０（湾曲している部分の端部）に配置されている。また、第２外側稜線６８及び第１内側稜線６２に沿って配置された補強部４６についても同様に、Ｒエンド部９０に配置されている。

以上説明した本実施形態に係るドアリンフォース８８は、上記第１実施形態に係るドアリンフォース８８と同様に、ドアリンフォース８８の強度と重量のバランスの最適化を図ることができる。

（第３実施形態）
次に、図９を用いて本発明の第３実施形態に係る車体構成部材について説明する。

図９に示されるように、本実施形態の車体構成部材としてのドアリンフォース９２は、前述した補強部４６が２枚の板材（リンフォース本体部９４（車体構成部材本体部））に挟持されることによって構成されていることに特徴がある。具体的には、リンフォース本体部９４は、アルミニウム合金を用いて形成されていると共に車両正面視でハット型断面に形成された外板９６及び内板９８を備えている。

外板９６は、車両前後方向を長手方向として車両上下方向に延在する縦壁部１００と、縦壁部１００の上端及び下端からそれぞれ車幅方向外側に向けて屈曲して延びる傾斜壁部１０２と、傾斜壁部１０２の車幅方向外側の端部からそれぞれ車両上方側及び車両下方側に向けて屈曲して延びるフランジ部１０４と、を備えている。また、縦壁部１００と傾斜壁部１０２との境界部には、車幅方向内側に向けて開放された溝部１０６が形成されている。これにより、補強部４６を溝部１０６内に収容することが可能となっている。

内板９８は、外板９６の車幅方向内側に配置されており、また内板９８は、外板９６の縦壁部１００、傾斜壁部１０２及びフランジ部１０４に沿って延在する縦壁部１０８、傾斜壁部１１０及びフランジ部１１２を備えている。さらに、傾斜壁部１１０とフランジ部１１２との境界部には、車幅方向外側に向けて開放された溝部１１４が形成されている。これにより、補強部４６を溝部１１４内に収容することが可能となっている。

補強部４６が外板９６及び内板９８に形成された溝部１０６，１１４内に収容され、外板９６と内板９８とが溶接等により接合されることによって、ドアリンフォース９２が構成されている。

以上説明した本実施形態に係るドアリンフォース９２は、上記第１実施形態等に係るドアリンフォース１０，８８と同様に、ドアリンフォース９２の強度と重量のバランスの最適化を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、図１０を用いて本発明の第４実施形態に係る車体構成部材について説明する。

図１０に示されるように、本実施形態の車体構成部材としてのインパクトビーム１１６は、サイドドア１２（図２参照）の内部に設けられている。また、インパクトビーム１１６は、アルミニウム合金を用いて形成された車体構成部材本体部としてのビーム本体部１１８内に補強部４６が設けられることによって構成されている。なお、この補強部４６の構成は、前述のドアリンフォース１０で用いられたものと同一である。

ビーム本体部１１８は、車両側面視で車両前後方向を長手方向とする矩形状に形成されており、またビーム本体部１１８は車両正面視で略梯子型断面に形成されている。具体的には、ビーム本体部１１８は、車幅方向を板厚方向として車両前後方向に延びる内壁部１２０と、内壁部１２０の車幅方向外側に配置されていると共に該内壁部１２０と略平行に延びる外壁部１２２と、を備えている。また、ビーム本体部１１８は、内壁部１２０と外壁部１２２とを車幅方向に繋ぐ上壁部１２４及び下壁部１２６を備えている。この上壁部１２４及び下壁部１２６は、車両上下方向を板厚方向として車両前後方向に延在しており、また上壁部１２４と下壁部１２６とは車両上下方向に間隔を空けて配置されている。

また、本実施形態では、補強部４６が、内壁部１２０及び外壁部１２２における上壁部１２４及び下壁部１２６との境界部にそれぞれ配置されている。

以上説明した本実施形態に係るインパクトビーム１１６を備えたサイドドア１２（図２参照）に側面衝突による衝突荷重Ｆが入力され、当該衝突荷重Ｆがビーム本体部１１８に入力されると、図１１に示されるように、補強部４６が当該荷重に抗する。これにより、インパクトビーム１１６の変形が抑制される。また、本実施形態では、補強部４６がビーム本体部１１８よりも比強度の大きな材料を用いて形成されているため、ビーム本体部１１８の肉厚を増加させることなくインパクトビーム１１６の強度が確保される。すなわち、本実施形態では、サイドドア１２の重量の増加を抑制しつつ該サイドドア１２の変形を抑制することができる。

（第５実施形態）
次に、図１２〜図１４を用いて本発明の第５実施形態に係る車体構成部材について説明する。

図１２に示されるように、本実施形態の車体構成部材としてのフロントピラー１２８及びセンタピラー１３０は、車体１３２の側部に設けられることによって該車体１３２の骨格の一部を構成している。以下、先ず車体１３２の側部の概略の構成について説明し、次いでフロントピラー１２８及びセンタピラー１３０の詳細な構成について説明する。

（車体１３２の側部の概略の構成）
車体１３２の側部は、車両前後方向に延びるロッカ１３４と、このロッカ１３４の前端から車両上方側に向けて延びるフロントピラー１２８と、を備えている。また、車体１３２の側部は、フロントピラー１２８の上端から車両後方側に向けて延びるルーフサイドレール１３６を備えている。さらに、車体１３２の側部は、ロッカ１３４の後端から車両上方側に向けて延びると共に、上端がルーフサイドレール１３６に接続されたリヤピラー１３８を備えている。また、車体１３２の側部は、ロッカ１３４の車両前後方向の中間部とルーフサイドレール１３６の車両前後方向の中間部とを上下方向に繋ぐセンタピラー１３０を備えている。以上説明した、ロッカ１３４、フロントピラー１２８、ルーフサイドレール１３６及びセンタピラー１３０によって、車両側面視で略矩形状のフロントサイドドア開口部１４０が形成されている。また、ロッカ１３４、リヤピラー１３８、ルーフサイドレール１３６及びセンタピラー１３０によって、車両側面視で略矩形状のリヤサイドドア開口部１４２が形成されている。

（フロントピラー１２８）
図１３に示されるように、フロントピラー１２８は、アルミニウム合金を用いて形成された車体構成部材本体部としてのフロントピラー本体部１４４内に繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）を用いて形成された補強部４６が設けられ、さらに車体の外観意匠の一部を構成するサイドメンバアウタパネル１４６がフロントピラー本体部１４４に接合されることによって構成されている。なお、この補強部４６の構成は、前述のドアリンフォース１０で用いられたものと同一である。

フロントピラー本体部１４４は、車幅方向に延びると共にサイドメンバアウタパネル１４６の車幅方向内側の端部が接合される上壁部１４８と、上壁部１４８の車幅方向外側の端から車両下方側に傾斜して延びる第１傾斜壁部１５０と、を備えている。また、フロントピラー本体部１４４は、第１傾斜壁部１５０の下端から車幅方向内側に傾斜して延びる第２傾斜壁部１５２と、第２傾斜壁部１５２の下端から車両上方側に向けて車幅方向内側に傾斜して延びる第３傾斜壁部１５４と、第３傾斜壁部１５４の上端から車幅方向外側に傾斜して延びる第４傾斜壁部１５６と、を備えている。さらに、フロントピラー本体部１４４は、第４傾斜壁部１５６の車幅方向外側の端から車両上方側に延びると共に上端部が上壁部１４８の車幅方向の中間部に接続された内壁部１５８を備えている。また、フロントピラー本体部１４４は、第２傾斜壁部１５２及び第３傾斜壁部１５４の下端から車幅方向外側に向けて傾斜して延びると共にサイドメンバアウタパネル１４６の車幅方向外側の端部が接合される下壁部１６０を備えている。以上説明したフロントピラー本体部１４４の上壁部１４８と第１傾斜壁部１５０との境界部、第１傾斜壁部１５０と第２傾斜壁部１５２との境界部、第３傾斜壁部１５４と第４傾斜壁部１５６との境界部、及び第４傾斜壁部１５６と内壁部１５８との境界部は屈曲されており、またこの屈曲された部位は、フロントピラー１２８の長手方向に沿って延びる稜線１６２とされている。

また、本実施形態では、補強部４６が、上記の稜線１６２、上壁部１４８と内壁部１５８との接続部、及び第２傾斜壁部１５２（第３傾斜壁部１５４）と下壁部１６０との接続部に沿って配置されている。

（センタピラー１３０）
図１４に示されるように、センタピラー１３０は、上記のフロントピラー１２８と同様に、アルミニウム合金を用いて形成された車体構成部材本体部としてのセンタピラー本体部１６４内に繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）を用いて形成された補強部４６が設けられ、さらに車体の外観意匠の一部を構成するサイドメンバアウタパネル１６６がセンタピラー本体部１６４に接合されることによって構成されている。なお、この補強部４６の構成は、前述のフロントピラー１２８で用いられたものと同一である。

センタピラー本体部１６４は、車幅方向外側に配置され車両前後方向に延びる外壁部１６８と、外壁部１６８の前端及び後端からそれぞれ車幅方向内側に向けて屈曲して延びる第１傾斜壁部１７０及び第２傾斜壁部１７２と、を備えている。また、センタピラー本体部１６４は、第１傾斜壁部１７０及び第２傾斜壁部１７２の車幅方向内側の端から車幅方向内側に向けて屈曲して延びる第３傾斜壁部１７４及び第４傾斜壁部１７６を備えている。さらに、センタピラー本体部１６４は、第３傾斜壁部１７４の車幅方向内側の端と第４傾斜壁部１７６の車幅方向内側の端とを車両前後方向に繋ぐ内壁部１７８を備えており、また内壁部１７８には、車両上下方向に沿って凹ビード１８０が形成されている。さらに、センタピラー本体部１６４の前端部及び後端部には、それぞれサイドメンバアウタパネル１６６の前端部及び後端部が接合される前側フランジ部１８２及び後側フランジ部１８４が設けられている。以上説明したセンタピラー本体部１６４の外壁部１６８と第１傾斜壁部１７０との境界部、外壁部１６８と第２傾斜壁部１７２との境界部、第３傾斜壁部１７４と内壁部１７８との境界部、及び第４傾斜壁部１７６と内壁部１７８との境界部は屈曲されており、またこの屈曲された部位は、センタピラー１３０の長手方向（車両上下方向）に沿って延びる稜線１８６とされている。また、凹ビード１８０にも、上記と同様の複数の稜線１８６が形成されている。

また、本実施形態では、補強部４６が、上記の稜線１８６、前側フランジ部１８２と第１傾斜壁部１７０（第３傾斜壁部１７４）との接続部、及び後側フランジ部１８４と第２傾斜壁部１７２（第４傾斜壁部１７６）との接続部に沿って配置されている。

以上説明したフロントピラー１２８及びセンタピラー１３０を備えた車体１３２に側面衝突等による衝突荷重が入力され、当該衝突荷重がフロントピラー本体部１４４及びセンタピラー本体部１６４に入力されると、フロントピラー本体部１４４及びセンタピラー本体部１６４内に設けられた補強部４６が当該荷重に抗する。これにより、車体１３２の変形が抑制される。また、本実施形態では、補強部４６がフロントピラー本体部１４４及びセンタピラー本体部１６４よりも比強度の大きな材料を用いて形成されているため、フロントピラー本体部１４４及びセンタピラー本体部１６４の肉厚を増加させることなくフロントピラー１２８及びセンタピラー１３０の強度が確保される。すなわち、本実施形態では、車体１３２の重量の増加を抑制しつつ該車体１３２の変形を抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ ドアリンフォース（車体構成部材）
１２ サイドドア
４４ リンフォース本体部（車体構成部材本体部）
６２ 第１内側稜線（稜線）
６４ 第２内側稜線（稜線）
６６ 第１外側稜線（稜線）
６８ 第２外側稜線（稜線）
７６ ＣＦＲＰ（繊維強化複合材）
８８ ドアリンフォース（車体構成部材）
９０ Ｒエンド部（湾曲している部分の端部）
９２ ドアリンフォース（車体構成部材）
９４ リンフォース本体部（車体構成部材本体部）
１１６ インパクトビーム（車体構成部材）
１１８ ビーム本体部（車体構成部材本体部）
１２８ フロントピラー（車体構成部材）
１３０ センタピラー（車体構成部材）
１４４ フロントピラー本体部（車体構成部材本体部）
１６２ 稜線
１６４ センタピラー本体部（車体構成部材本体部）
１８６ 稜線

Claims (6)

1. 金属製の車体構成部材本体部と、
   前記車体構成部材本体部の内部に配置されていると共に前記車体構成部材と一体に形成され、前記車体構成部材本体部よりも比強度が大きな材料を用いて形成された長尺状の補強部と、
   を備えた車体構成部材。
2. 前記補強部は、繊維の方向が該補強部の長手方向に向けられた繊維材又は繊維強化複合材を用いて形成されている請求項１記載の車体構成部材。
3. 前記車体構成部材本体部には、稜線が形成されており、前記補強部が前記稜線に沿って配置されている請求項１又は請求項２記載の車体構成部材。
4. 前記補強部が前記車体構成部材本体部における湾曲している部分の端部に配置されている請求項３記載の車体構成部材。
5. 前記車体構成部材本体部は、車体に設けられたドア開口部を開閉するサイドドアの内部に設けられており、
   前記補強部が、車両前後方向に沿って配置されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車体構成部材。
6. 請求項２記載の車体構成部材の製造、並びに、請求項３〜請求項５において請求項２を引用する車体構成部材の製造に適用され、
   前記車体構成部材本体部を構成する素材及び前記補強部を構成する素材を押し出し装置に導入する素材導入工程と、
   前記車体構成部材本体部を構成する素材と前記補強部を構成する素材とを同時に押し出すことによって前記車体構成部材本体部と前記補強部とを一体化させる押し出し工程と、
   前記押し出し工程により押し出された前記車体構成部材本体部及び前記補強部を所定の長さに切断する切断工程と、
   を有する車体構成部材の製造方法。

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