JP2017124746A - 車両用ピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内から車両外側を視認したときの視認性を確保しつつ車両外側から車室内を視認したときの視認性を低下させる。
【解決手段】フロントピラー３０では、ピラー部３２が、透明部材４２を積層した積層構造を成している。ここで、車両側面視において、透明部材４２の積層方向に対して直交する方向に延びる第１基準線Ｌ１と、前後方向に沿って延びる線を第２基準線Ｌ２との成す角度が２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。これにより、ピラー部を介して車室内から車両外側を視認したときの、ピラー部を透過する光の透過率を約５０％以上に確保することができる。また、例えば、車両外側の人がピラー部を介して車室内を見下ろして視認するときには、車両外側の人の視線と第１基準線との成す角度が、０°以上で且つ２０°未満となる範囲において、ピラー部を透過する光の透過率を約５０％よりも小さくできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ピラー構造に関する。

下記特許文献１に記載のフロントピラーでは、フロントピラーが透明の樹脂材によって構成されている。これにより、車室内からフロントピラーを介して車両外側を視認することができる。

特開２０１３−７５６６１号公報

しかしながら、上記フロントピラーでは、フロントピラーが透明の樹脂材によって構成されているため、車両外側からも車室内を視認することができる。これにより、乗員のプライバシーに対する保護が低下するという問題がある。したがって、車両用ピラー構造では、車室内から車両外側を視認したときの視認性を確保しつつ車両外側から車室内を視認したときの視認性を低下させる構造にすることが望ましい。

本発明は、上記事実を考慮し、車室内から車両外側を視認したときの視認性を確保しつつ車両外側から車室内を視認したときの視認性を低下させることができる車両用ピラー構造を提供することが目的である。

請求項１に記載の車両用ピラー構造は、ウィンドシールドガラスの車幅方向外側端部に沿って延在され且つ透明部材を積層した積層構造を成すピラー部を有する車両用ピラー構造であって、車両側面視で、前記透明部材の積層方向に対して直交する方向に延びる線を第１基準線とし、前記第１基準線に交差し且つ車両前後方向に沿って延びる線を第２基準線として、前記第１基準線と前記第２基準線との成す角度が２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。

請求項１に記載の車両用ピラー構造では、ウィンドシールドガラスの車幅方向外側端部に沿って延在されたピラー部が、透明部材を積層した積層構造を成している。そして、車両側面視において、透明部材の積層方向に対して直交する方向に延びる線を第１基準線とし、第１基準線に交差し且つ車両前後方向に沿って延びる線を第２基準線としている。

ところで、透明部材を積層したピラー部では、車両側面視でピラー部に光を第２基準線に沿って投光させたときの光の投光角度と、ピラー部を透過する光の透過率と、の関係が以下のようになることが判明された。なお、投光角度とは、車両側面視における第１基準線に対する光の投光角度であり、第１基準線が第２基準線に平行に配置されたときには、投光角度が０°となる。そして、投光角度が、０°以上で且つ２０°よりも小さい範囲において、ピラー部を透過する光の透過率が、５０％よりも小さくなり、投光角度が、２０°以上で且つ６０°以下において、光の透過率が５０％以上になることが判明された。

ここで、第１基準線と第２基準線との成す角度が２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。そして、車室内の乗員がピラー部を介して車両外側を車両前後方向に沿った視線で視認するときには、車両側面視で、乗員の視線が第２基準線と平行になるため、第１基準線と乗員の視線との成す角度が、第１基準線と第２基準線との成す角度となり、上記の投光角度とみなすことができる。そして、上述のように、第１基準線と第２基準線との成す角度が、２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。このため、ピラー部を介して車室内から車両外側を視認したときの、ピラー部を透過する光の透過率を約５０％以上に確保することができる。

一方、車両の外側近傍に位置する人が、例えば、ピラー部を介して車室内を見下ろして視認するときには、車両側面視で、車両外側の人の視線と第１基準線との成す角度が、比較的小さくなる。このため、当該角度が、０°以上で且つ２０°未満となる範囲において、ピラー部を介して車両外側から車室内を視認した場合には、ピラー部を透過する光の透過率が約５０％よりも小さくなる。これにより、車両外側から車室内を視認したときの視認性を低下させることができる。以上により、車室内から車両外側を視認したときの視認性を確保しつつ車両外側から車室内を視認したときの視認性を低下させることができる。

請求項１に記載の車両用ピラー構造によれば、車室内から車両外側を視認したときの視認性を確保しつつ車両外側から車室内を視認したときの視認性を低下させることができる。

図１は、本実施の形態に係る車両用ピラー構造が適用されたフロントピラーのピラー部における透明部材の積層方向を示す模式的な側面図である。 図２は、図１に示されるフロントピラーが適用された自動車のキャビン内の前部を示す模式的な平面図である。 図３は、図２に示される車両の全体を示す車両右側から見た側面図である。 図４は、図３に示されるピラー部を示す平断面図（図３の４−４線断面図）である。 図５（Ａ）は、ピラー部に光を投光させたときの光の透過率の測定方法を説明するための説明図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示される測定方法によって測定された光の投光角度と光の透過率との関係を示すグラフである。

以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両用ピラー構造Ｓについて説明する。なお、図面において、適宜示される矢印ＦＲは、車両用ピラー構造Ｓが適用された車両（自動車）Ｖの車両前側を示し、矢印ＵＰは車両上側を示し、矢印ＲＨは車両右側を示している。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、車両左右方向（車幅方向）の左右、を示すものとする。

始めに車両用ピラー構造Ｓが適用された自動車Ｖの概略構成について説明する。図２には、自動車ＶにおけるキャビンＣ内（車室内）の前部が模式的な平面図にて示されている。この図に示されるように、キャビンＣの前部における右側部には、運転席用の車両用シート１０が配設されている。この車両用シート１０は、乗員Ｐ（以下、「運転者Ｐ」という）が着座するシートクッション１０Ａと、運転者Ｐの背部を支えるシートバック１０Ｂと、を含んで構成されており、シートバック１０Ｂの下端部がシートクッション１０Ａの後端部に連結されている。

また、キャビンＣの前部における左側部には、助手席用の車両用シート１２が配設されている。この車両用シート１２は、車両用シート１０と同様に、シートクッション１２Ａと、シートバック１２Ｂと、を含んで構成されている。以上により、自動車Ｖは、右ハンドル仕様の車両とされている。

自動車ＶのキャビンＣの前端部には、ウィンドシールドガラス１４が設けられている。このウィンドシールドガラス１４は、透明板状に形成されると共に、車両側面視で上側へ向かうに従い後側へ傾斜して配置されている（図３参照）。また、ウィンドシールドガラス１４は、車幅方向の中央部が前側へ凸に若干膨らむ湾曲形状に形成されている。そして、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａが、後述するフロントピラー３０のピラー部３２に保持されている。また、ウィンドシールドガラス１４の下端部が、車幅方向に沿って延在されたカウル１６に接着剤（図示省略）で固定されており、カウル１６は、キャビンＣの前部を構成する図示しないダッシュパネルの上端部に沿って配設されている。また、ウィンドシールドガラス１４の上端部は、キャビンＣの上部を構成するルーフ１８の前端部において、車両幅方向に沿って配設されたフロントヘッダ２０に接着剤（図示省略）で固定されている。

また、図３に示されるように、キャビンＣの側部には、透明板状のサイドドアガラス２２が設けられている。そして、サイドドアガラス２２の前端部２２Ａとウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａとの間に、フロントピラー３０が配設されている。

次に、本発明の要部であるフロントピラー３０について説明する。図２に示されるように、フロントピラー３０は、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向両側に一対設けられている。そして、運転席側（右側）のフロントピラー３０と助手席側（左側）のフロントピラー３０とでは、左右対称に構成されている。このため、以下の説明では、右側のフロントピラー３０について説明し、左側のフロントピラー３０についての説明は省略する。

フロントピラー３０は透明の樹脂製とされている。また、フロントピラー３０は、中実柱状のピラー部３２を有しており、ピラー部３２は、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側に配置されて、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａに沿って延在されている。また、ピラー部３２の上端側には、フロントピラー３０の上端部を構成する上側取付部（図示省略）が設けられており、上側取付部が、フロントヘッダ２０にブラケット等を介して取付けられている。また、ピラー部３２の下端側には、フロントピラー３０の下端部を構成する下側取付部（図示省略）が設けられており、下側取付部が、略上下方向に延在された金属製のフロントピラーロア（図示省略）の上端部に、取付けられている。

ピラー部３２は、上述のように、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａに沿って延在されている。このため、ピラー部３２は、車両側面視で上側へ向かうに従い後側へ傾斜して配置されると共に、運転者Ｐから見て、前斜め右側に配置されている。これにより、運転者Ｐに対して前斜め右側の視界がピラー部３２によって遮られる。しかしながら、詳細については後述するが、フロントピラー３０は透明の樹脂製とされているため、運転者Ｐがピラー部３２を介してキャビンＣ内から車両外側を視認できるように構成されている。

図４に示されるように、ピラー部３２は、平断面視で略楕円形状に形成されている。具体的には、ピラー部３２は、車両外側へ凸に湾曲された外側面３４と、キャビンＣ側へ凸に湾曲された内側面３６と、を含んで構成されている。また、ピラー部３２は、外側面３４及び内側面３６を連結する一対の側面３８、４０を有している。

ピラー部３２における車幅方向内側（換言すると、ウィンドシールドガラス１４側）の側面３８は、平断面視で、前側且つ車幅方向内側へ開放された略逆Ｌ字形状に形成されている。そして、側面３８における内側面３６に接続される面が、ウィンドシールドガラス１４を保持する保持面３８Ａとされており、保持面３８Ａは、平断面視で、略車幅方向に沿って配置されている。

保持面３８Ａには、ウレタンシーラント等の接着剤５０が直接塗布されており、当該接着剤５０を介して、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａが保持されている。この接着剤５０は、伸縮性を有しており、ウィンドシールドガラス１４とフロントピラー３０との間をシールすると共に伸縮性を利用して気温の変化によるウィンドシールドガラス１４とフロントピラー３０との伸縮差を吸収する。さらに、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａと保持面３８Ａとの間には、接着剤５０に対して車幅方向外側の位置において、モールディング５２が配設されている。そして、当該モールディング５２によってウィンドシールドガラス１４と保持面３８Ａとの間の隙間が埋められるようになっている。

一方、ピラー部３２における車幅方向外側（換言すると、サイドドアガラス２２側）の側面４０は、平断面視で、後側且つ車幅方向外側へ開放された略Ｌ字形状に形成されている。側面４０には、帯状のステンレス鋼等を折り曲げて形成されたリテーナ５４が設けられており、当該リテーナ５４は平断面視で車幅方向外側且つ後側へ開口された略Ｕ字状に形成されている。そして、当該リテーナ５４の底壁が、外側面３４に接続された側面４０の面に、図示しないネジ等の締結部材によって固定されている。

また、リテーナ５４には、ドアシール５６が装着されており、ドアシール５６は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の弾性部材で形成されている。これにより、ドアシール５６が、リテーナ５４を介して側面４０に保持されると共に、サイドドアガラス２２の前端部２２Ａがドアシール５６を介して側面４０に保持される構成になっている。

ここで、図１に示されるように、フロントピラー３０（ピラー部３２）は、透明の樹脂材（本実施の形態では、例えば、アクリル等の紫外線硬化樹脂）で構成された透明部材４２をピラー部３２の長手方向（図１の矢印Ａ方向を参照）に積層した積層構造を成している。そして、フロントピラー３０は、例えば、３Ｄプリンタを用いて製作されている。このフロントピラー３０の製作手順の一例を簡単に説明すると、先ず、３Ｄプリンタのノズルから液状の紫外線硬化樹脂を吐出しながら、３Ｄプリンタのノズルを積層方向と直交する直交方向の一方側（図１の矢印Ｂ方向側）へ移動させる。そして、紫外線硬化樹脂の吐出後に、３Ｄプリンタのノズルを直交方向の他方側（図１の矢印Ｃ方向側）へ移動させて、吐出した紫外線硬化樹脂をローラ等で平胆状にならす。このとき、ＵＶランプによって紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させる。これにより、一層目の透明部材４２が形成される。そして、上記と同様に手順によって、一層目の透明部材４２上に２層目の透明部材４２を形成して、複数の透明部材４２を積層させる。これにより、複数の透明部材４２が積層されたフロントピラー３０が形成される。

また、本実施の形態では、車両側面視で、透明部材４２の積層方向（図１の矢印Ａ方向）に対して直交する方向（図１の矢印Ｂ及び矢印Ｃ方向）に沿って延びる線を第１基準線Ｌ１とし、第１基準線Ｌ１に交差し且つ前後方向に沿って延びる線（より詳しくは、運転者ＰのアイポイントＥＰを通過し前後方向に沿って延びる線）を第２基準線Ｌ２としている。さらに、車両側面視で、第１基準線Ｌ１と第２基準線Ｌ２との成す角度θ１（具体的には、第１基準線Ｌ１と第２基準線Ｌ２との成す角度における小さい方の角度）が、２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。また、ピラー部３２における各層の透明部材４２の板厚は５ｍｍに設定されている。なお、図２に示されるように、運転者ＰのアイポイントＥＰは、運転者Ｐの両眼の中間点であり、運転者Ｐの両眼を結ぶ線の中央点とされている。そして、運転者ＰのアイポイントＥＰの位置は、例えば、ダミー（一例として、欧米人型男性の体格の小さいほうから５０％をカバーするＡＭ５０のダミー）を用いて、車両用シート１０に着座したダミーの運転姿勢におけるアイポイントＥＰの位置に基づいて設定される。

次に、本実施の形態に係る車両用ピラー構造Ｓの作用・効果について説明する。

上記のように構成された車両用ピラー構造Ｓでは、フロントピラー３０がピラー部３２を有しており、ピラー部３２は、ウィンドシールドガラス１４の車幅方向外側端部１４Ａに沿って延在されている。これにより、ピラー部３２が運転者Ｐに対して前斜め右側に配置されている。また、ピラー部３２は、透明の透明部材４２を積層した積層構造を成している。これにより、運転者Ｐがピラー部３２を介してキャビンＣ内から車両外側を視認する。

ここで、ピラー部３２では、車両側面視で、透明部材４２の積層方向に対して直交する方向に延びる第１基準線Ｌ１と前後方向に沿って延びる第２基準線Ｌ２との成す角度θ１が、２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。これにより、キャビンＣ内から車両外側を視認するときの視認性を確保しつつ車両外側から車室内を視認するときの視認性を低下させることができる。以下、この点について、図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。

図５（Ａ）は、ピラー部３２に光を投光させたときの、ピラー部３２を透過する光の透過率の測定方法を模式的に図示している。また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示される測定方法によって、ピラー部３２に光を投光させたときの光の投光角度θ２と、ピラー部３２を透過する光の透過率と、の関係を示すグラフである。図５（Ａ）に示される測定方法では、ピラー部３２の後側に光源６０を配置して、光源６０から前側へ光を投光させる（換言すると、第２基準線Ｌ２に沿って光を投光させる）。そして、ピラー部３２を透過した光の量を測定して、光の透過率を求めている。また、投光角度θ２とは、第１基準線Ｌ１に対する光の投光角度であり、この実験では、投光角度θ２を変化させて、各投光角度θ２におけるピラー部３２を透過する光の透過率を測定している。具体的には、第１基準線Ｌ１が前後方向に沿う状態に（換言すると、上下方向をピラー部３２の長手方向にして）ピラー部３２を配置し（図５（Ａ）において２点鎖線で示されるピラー部３２の状態であり、以下、この状態を初期状態という）、初期状態からピラー部３２を後斜め下側（図５（Ａ）の矢印Ｄ方向側）へ傾けることで、投光角度θ２を変化させている。これにより、ピラー部３２における初期状態（すなわち、第１基準線Ｌ１が第２基準線Ｌ２と平行に配置されたとき）では、投光角度が０°となる。そして、各投光角度θ２におけるピラー部３２を透過する光の透過率を測定して、測定した結果を図５（Ｂ）のグラフに示している。なお、図５（Ｂ）に示されるグラフでは、横軸が光の投光角度θ２（°）とされ、縦軸が光の透過率（％）とされている。

そして、図５（Ｂ）のグラフに示されるように、投光角度θ２が０°〜１０°の範囲において、光の透過率が約１３％〜約１８％となる。そして、光の投光角度θ２を１０°から大きくすることで光の透過率が上がり、光の投光角度θ２が２０°のときに、光の透過率が約５８％になることが解る。また、投光角度θ２が３０°〜４０°の範囲において、光の透過率が最大となり、約７０％まで上がることが解る。さらに、投光角度θ２を４０°からさらに大きくすると、光の透過率が徐々に低下して、投光角度θ２が６０°になると、光の透過率が約５６％まで下がることが解る。以上により、投光角度θ２が２０°以上で且つ６０°以下の範囲において、光の透過率が５０％以上になることが判明された。換言すると、投光角度θ２が０°以上で且つ２０°よりも小さい範囲では、光の透過率が約５０％よりも小さくなることが判明された。なお、投光角度θ２が０°以上で且つ２０°よりも小さい範囲において光の透過率が低くなるのは、各層の透明部材４２の境界部分における光の反射と回折とによって、透明部材４２の積層方向に直交する方向の直線光が拡散することで、光の透過率が低くなるものと考えられる。

そして、図１に示されるように、運転者Ｐがピラー部３２を介して前後方向に沿った視線Ｅ１で車両外側を視認するときには、車両側面視で運転者Ｐの視線Ｅ１と第２基準線Ｌ２とが一致する。このため、第１基準線Ｌ１と運転者Ｐの視線Ｅ１との成す角度が、第１基準線Ｌ１と第２基準線Ｌ２との成す角度θ１と一致すると共に、上記の投光角度θ２とみなすことができる。そして、上述のように、本実施の形態では、第１基準線Ｌ１と第２基準線Ｌ２との成す角度θ１が、２０°以上で且つ６０°以下に設定されている。このため、キャビンＣ内から車両外側を見たときの、ピラー部３２を透過する光の透過率を約５０％以上に確保することができる。これにより、ピラー部３２を介してキャビンＣ内から車両外側を視認したときの視認性を確保することができる。

一方、図１に示されるように、自動車Ｖの車両外側近傍に位置する人が、例えば、ピラー部３２を介してキャビンＣ内を見下ろして視認するときには、車両外側の人の視線Ｅ２と第１基準線Ｌ１との成す角度θ３が、比較的小さくなる。このため、当該角度θ３が、０°以上で且つ２０°未満となる範囲において、ピラー部３２を介して車両外側からキャビンＣ内を視認した場合には、ピラー部３２を透過する光の透過率が約５０％よりも小さくなる。これにより、ピラー部３２を介して車両外側からキャビンＣ内を視認したときの視認性が低下する。以上により、本実施の形態の車両用ピラー構造Ｓによれば、キャビンＣ内から車両外側を視認したときの視認性を確保しつつ車両外側からキャビンＣ内を視認したときの視認性を低下させることができる。したがって、ピラー部３２を透明部材４２で構成しても、キャビンＣの乗員に対するプライバシー保護に寄与することができる。

また、本実施の形態の車両用ピラー構造Ｓによれば、上述のように、第１基準線Ｌ１に沿った方向からピラー部３２を視認するときには、ピラー部３２を透過する光の透過率が約１３％に低下する。このため、車両側面視で、ピラー部３２に対して上斜め前方からピラー部３２へ入射される太陽光が、ピラー部３２を介してキャビンＣ内へ透過することを抑制できる。これにより、太陽光に対する防眩性に寄与することができる。

なお、本実施の形態では、ピラー部３２が中実柱状に形成されているが、ピラー部３２を中空柱状に形成してもよい。

また、本実施の形態では、ピラー部３２の長手方向に透明部材４２を積層しているが、各種車両に対応して、透明部材４２の積層方向とピラー部３２の長手方向とを異なる方向に設定してもよい。

また、本実施の形態では、ピラー部３２における透明部材４２の板厚が５ｍｍに設定されているが、透明部材４２の板厚は任意に設定することができる。

また、本実施の形態では、車両用ピラー構造Ｓをフロントピラー３０に適用して例として説明したが、車両用ピラー構造Ｓの適用はこれに限らない。例えば、図示は省略するが、キャビンＣの後部に設けられたリヤのウィンドシールドガラスと、キャビンＣの側部に設けられたサイドドアガラスとの間に配設されたリヤピラーに、車両用ピラー構造Ｓを適用させてもよい。

また、本実施の形態では、車両用ピラー構造Ｓが右ハンドル仕様の自動車Ｖに適用されているが、車両用ピラー構造Ｓを左ハンドル仕様の自動車に適用してもよい。

１４ ウィンドシールドガラス
１４Ａ ウィンドシールドガラスの車幅方向外側端部
３２ ピラー部
４２ 透明部材
θ１ 第１基準線と第２基準線との成す角度
Ｌ１ 第１基準線
Ｌ２ 第２基準線
Ｓ 車両用ピラー構造

Claims (1)

1. ウィンドシールドガラスの車幅方向外側端部に沿って延在され且つ透明部材を積層した積層構造を成すピラー部を有する車両用ピラー構造であって、
   車両側面視で、前記透明部材の積層方向に対して直交する方向に延びる線を第１基準線とし、前記第１基準線に交差し且つ車両前後方向に沿って延びる線を第２基準線として、
   前記第１基準線と前記第２基準線との成す角度が２０°以上で且つ６０°以下に設定されている車両用ピラー構造。

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