JP2018030542A - 車両構成部材 - Google Patents

Abstract

【課題】本体部の断面形状に対応する曲げ強度の向上を図る。
【解決手段】車両構成部材１０は、互いに対向して配置された第１縦壁１６及び第２縦壁１８を有すると共に当該第１縦壁１６と第２縦壁１８とをつなぐ第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４を有する車両構成部材本体１４を備えている。また、車両構成部材１０は、繊維強化樹脂を用いて板状に形成されかつ第２縦壁１８における第１縦壁１６とは反対側の面に接着剤２９を介して接合された補強板１２を備えている。この補強板１２は、第２縦壁１８における第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４との接続部に接合されている部分の厚みＴ４が当該部分の隣接部位の厚みＴ５に比べて厚く設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両構成部材に関する。

下記特許文献１には、車両の側部に設けられたサイドドア開口部の一部を構成するＢピラー（車両構成部材）が開示されている。このＢピラーは、断面ハット状に形成されたアウタパネルとインナパネルとが接合されることによって形成されている。また、インナパネルには、ＣＦＲＰ製のシート状の補強材が車両上下方向に沿って接合されている。これにより、Ｂピラーの強度が向上されている。

特開２０１５−１６０５２４号公報

ところで、補強材がインナパネル等の本体部に接合されることで強度の向上がなされる車両構成部材においては、本体部の断面形状に対応する曲げ強度の向上がなされていることが望ましい。

本発明は上記事実を考慮し、本体部の断面形状に対応する曲げ強度の向上を図ることができる車両構成部材を得ることが目的である。

請求項１記載の車両構成部材は、互いに対向して配置された一対の縦壁及び該一対の縦壁をつなぐ横壁を有する本体部と、繊維強化樹脂を用いて板状又はシート状に形成されかつ一方の前記縦壁における他方の前記縦壁とは反対側の面に接着剤を介して接合され、一方の前記縦壁における前記横壁との接続部に接合されている部分の厚みが該部分の隣接部位の厚みに比べて厚く設定された補強材と、を備えている。

請求項１記載の車両構成部材によれば、本体部が、一対の縦壁及び当該一対の縦壁をつなぐ横壁を含んで構成されている。そして、一方の縦壁における他方の縦壁とは反対側の面には、補強材が接着剤を介して接合されている。これにより、本体部が補強材によって補強されている。

ここで、請求項１記載の発明では、補強材の一部（一方の縦壁における横壁との接続部に接合された部分）の厚みが、当該補強材の他の一部（一方の縦壁における横壁との接続部と隣接する部位）の厚みよりも厚く設定されている。これにより、一方の縦壁において他方の縦壁から横壁を介して荷重が入力される部分の曲げ剛性を効果的に向上させることができる。

本発明に係る車両構成部材は、本体部の断面形状に対応する曲げ強度の向上を図ることができる、という優れた効果を有する。

本実施形態の車両構成部材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車両構成部材の断面を拡大して示す拡大断面図である。 本実施形態のバンパリインフォースメントを示す斜視図である。 図３に示された３−３線に沿って切断したバンパリインフォースメントの断面を拡大して示す拡大断面図である。 本実施形態のドアビームを示す分解斜視図である。 図５に示された６−６線に沿って切断したドアビームの断面を拡大して示す拡大断面図である。

図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る車両構成部材について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＯＵＴは、車両外側（キャビンと離間する方向）を示しており、矢印ＩＮは、車両内側（キャビン側でかつ矢印ＯＵＴ方向とは反対方向）を示している。

図１に示されるように、本実施形態の車両構成部材１０は、補強材としての補強板１２が鋼やアルミニウム合金等の金属製の材料を用いて形成された本体部としての車両構成部材本体１４に接合されることにより形成されている。

車両構成部材本体１４は、一例として押出成型により製造された押出材である。本実施形態では、車両構成部材本体１４は、当該車両構成部材本体１４の長手方向から見て略梯子状断面に形成されている。具体的には、図２に示されるように、車両構成部材本体１４は、車両外側及び内側方向を厚み方向として車両外側及び内側方向と直交する方向を長手方向として延在する矩形状の縦壁としての第１縦壁１６を備えている。また、車両構成部材本体１４は、第１縦壁１６と略平行に延在する縦壁としての第２縦壁１８を備えている。さらに、車両構成部材本体１４は、第１縦壁１６の短手方向一方側の端部と第２縦壁１８の短手方向一方側の端部とを車両外側及び内側方向につなぐ横壁としての第１横壁２０と、第１縦壁１６の短手方向他方側の端部と第２縦壁１８の短手方向他方側の端部とを車両外側及び内側方向につなぐ横壁としての第２横壁２２と、を備えている。そして、車両構成部材本体１４は、第１縦壁１６、第１横壁２０、第２横壁２２及び第２縦壁１８を有することによって、矩形状の閉断面構造とされている。また、車両構成部材本体１４は、第１縦壁１６の短手方向の中間部と第２縦壁１８の短手方向の中間部とを車両外側及び内側方向につなぐ横壁としての第３横壁２４を備えている。この第３横壁２４によって、第１縦壁１６、第１横壁２０、第２横壁２２及び第２縦壁１８によって閉じられた空間が２つの空間に分割されている。

また、本実施形態では、第１縦壁１６の厚みＴ１は、第２縦壁１８の厚みＴ２よりも厚い厚みに設定されており、第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４の厚みＴ３は、第１縦壁１６の厚みＴ１よりも薄くかつ第２縦壁１８の厚みＴ２よりも厚く設定されている。

図１に示されるように、車両構成部材本体１４の長手方向の両側部分には、車両を構成する他の部材が接合される被接合部２８がそれぞれ設けられている。

補強板１２は、繊維強化樹脂（ＣＦＲＰやＧＦＲＰ）を用いて形成されており、この補強板１２は、車両外側及び内側方向を厚み方向として車両外側及び内側方向と直交する方向を長手方向として延在する矩形板状に形成されている。また、本実施形態では、補強板１２内の繊維（カーボン繊維やガラス繊維）の方向と補強板１２の長手方向とが一致している。図１及び図２に示されるように、補強板１２は、車両構成部材本体１４の２つの被接合部２８の間に配置された状態で第２縦壁１８における車両内側の面に接着剤２９を介して固定されている。また、補強板１２が第２縦壁１８に接合された状態では、補強板１２の長手方向の両端部が、車両構成部材本体１４の２つの被接合部２８と離間している。

図２に示されるように、補強板１２において第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４と車両外側及び内側方向に対向する部分の厚みＴ４は、その他の部分（第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４と車両外側及び内側方向に対向していない部分）の厚みＴ５に比べて厚く設定されている。また、本実施形態では、図１に示されるように、補強板１２の四隅１２Ａ（隅角部）が緩やかに湾曲されている。

（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１及び図２に示されるように、以上説明した本実施形態の車両構成部材１０では、補強板１２が車両構成部材本体１４の第２縦壁１８に接合されている。これにより、車両外側からの荷重が車両構成部材１０に入力された際における当該車両構成部材１０の２つの被接合部２８の間の部分の曲げ強度を向上させることができる。

ここで、本実施形態では、補強板１２において第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４と車両外側及び内側方向に対向する部分の厚みＴ４が、その隣接部位の厚みＴ５に比べて厚く設定されている。これにより、第２縦壁１８において第１縦壁１６から第１横壁２０、第２横壁２２及び第３横壁２４を介して荷重が入力される部分の曲げ剛性を効果的に向上させることができる。これにより、第２縦壁１８の陥没が抑制され、車両構成部材１０の曲げ強度を向上させることができる。また、本実施形態では、補強板１２が接合された第２縦壁１８の厚みＴ２を第１縦壁１６の厚みＴ１よりも薄く設定することができ、車両構成部材１０の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、補強板１２が第２縦壁１８に接合された状態において、補強板１２の長手方向の両端部が、車両構成部材本体１４の２つの被接合部２８と離間している。これにより、補強板１２と被接合部２８との間の導通が防止又は抑制され、補強板１２と被接合部２８との間の部分で電食が生じることを防止又は抑制することができる。

さらに、本実施形態では、補強板１２の四隅１２Ａが緩やかに湾曲されていることにより、当該補強板１２内の繊維の指向性（強度の指向性）による接着面への過度な入力（補強板１２の四隅１２Ａと対応する部分への入力）を抑制することができる。これにより、補強板１２が車両構成部材本体１４から当該補強板１２の四隅１２Ａを起点として剥がれることを抑制することができる。

また、本実施形態では、第１横壁２０及び第２横壁２２に加えて第３横壁２４を設けることで、車両構成部材本体１４の断面が略梯子状断面に形成されている。これにより、第１縦壁１６、第１横壁２０、第２横壁２２及び第２縦壁１８によって閉じられた断面の変形が抑制され、第２縦壁１８の厚みＴ２のより一層の薄肉化が可能となる。その結果、車両構成部材１０のより一層の軽量化を図ることが可能となる。

以上説明した車両構成部材１０の構成は、車両のピラーや各メンバ等の他の車両構成部材に適用することもできる。以下、一例として、以上説明した車両構成部材１０の構成が適用されたバンパリインフォースメント３０及びドアビーム３６について説明する。

（バンパリインフォースメント３０）
図３及び図４を用いて、車両構成部材としてのバンパリインフォースメント３０について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは、車両前後方向前側を示しており、矢印ＵＰは、車両上下方向上側を示しており、矢印ＯＵＴは、車両幅方向外側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、内外及び左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両幅方向の内外及び左右を示すものとする。

図３に示されるように、バンパリインフォースメント３０は、補強板１２が鋼やアルミニウム合金等の金属製の本体部としてのバンパリインフォースメント本体３２に接合されることにより形成されている。なお、以下の説明においては、「バンパリインフォースメント３０」及び「バンパリインフォースメント本体３２」を「バンパＲＦ３０」及び「バンパＲＦ本体３２」という。また、バンパＲＦ３０において、前述した車両構成部材１０を構成する各部材及び部分と対応する部材及び部分については、車両構成部材１０を構成する各部材及び部分と同一の符号を付して、その説明を省略することがある。

バンパＲＦ本体３２の両側部分は、後方側へ向けて緩やかに湾曲されており、このバンパＲＦ本体３２の両側部分に設けられた２つの被接合部２８には、クラッシュボックス３４がそれぞれ接合されている。これにより、バンパＲＦ３０（バンパＲＦ本体３２）が、クラッシュボックス３４を介して車体の一部を構成する図示しないフロントサイドメンバに支持されるようになっている。

（ドアビーム３６）
次に、図５及び図６を用いて、車両構成部材としてのドアビーム３６について説明する。

図５に示されるように、ドアビーム３６は、長尺状に形成された複数の補強板１２が鋼やアルミニウム合金等の金属製の本体部としてのドアビーム本体３８に接合されることにより形成されている。なお、ドアビーム３６において、前述した車両構成部材１０を構成する各部材及び部分と対応する部材及び部分については、車両構成部材１０を構成する各部材及び部分と同一の符号を付して、その説明を省略することがある。

ドアビーム本体３８は、前後方向を長手方向として延在すると共に車両正面視又は背面視で車幅方向外側へ向けて凸状に湾曲された第１縦壁１６と、第１縦壁１６に対して車幅方向内側において前後方向に延在する第２縦壁１８と、を備えている。また、ドアビーム本体３８は、第１縦壁１６の上下方向の中間部と第２縦壁１８の上下方向の中間部とを車幅方向につなぐと共に上下方向に間隔をあけて配置された第１横壁２０、第２横壁２２、第３横壁２４及び横壁としての第４横壁２６を備えている。

図５及び図６に示されるように、補強板１２は、前後方向を長手方向とする長尺状に形成されており、本実施形態では、８つの補強板１２が、ドアビーム本体３８の第２縦壁１８の車幅方向内側の面に接合されている。具体的には、８つの補強板１２のうち２つの補強板１２は、第１横壁２０と車幅方向に対向する位置において前後方向に隣り合って配置されており、残り６つの補強板１２のうち２つの補強板１２は、第２横壁２２と車幅方向に対向する位置において前後方向に隣り合って配置されている。また、残り４つの補強板１２のうち２つの補強板１２は、第３横壁２４と車幅方向に対向する位置において前後方向に隣り合って配置されており、残り２つの補強板１２は、第４横壁２６と車幅方向に対向する位置において前後方向に隣り合って配置されている。換言すると、本実施形態では、補強板１２において第１横壁２０、第２横壁２２、第３横壁２４及び第４横壁２６と車幅方向に対向する部分の厚みＴ４は、その他の部分（第１横壁２０、第２横壁２２、第３横壁２４及び第４横壁２６と車幅方向に対向していない部分）の厚みＴ５（厚みＴ５は０）に比べて厚く設定されている。また、図５に示されるように、補強板１２の四隅１２Ａの角が落とされていることにより、車幅方向内側から見て、補強板１２の両端部が窄まっている。

以上説明したバンパリインフォースメント３０及びドアビーム３６においても前述の車両構成部材１０と同様の作用効果を得ることができる。

また、以上説明した車両構成部材１０、バンパリインフォースメント３０及びドアビーム３６では、板状に形成された補強板１２を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、厚みの薄い板状（シート状）に形成された補強板１２を用いてもよい。

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 車両構成部材
１２ 補強板
１４ 車両構成部材本体（本体部）
１６ 第１縦壁（縦壁）
１８ 第２縦壁（縦壁）
２０ 第１横壁（横壁）
２２ 第２横壁（横壁）
２４ 第３横壁（横壁）
２６ 第４横壁（横壁）
３０ バンパリインフォースメント（車両構成部材）
３２ バンパリインフォースメント本体（本体部）
３６ ドアビーム（車両構成部材）
３８ ドアビーム本体（本体部）

Claims (1)

1. 互いに対向して配置された一対の縦壁及び該一対の縦壁をつなぐ横壁を有する本体部と、
   繊維強化樹脂を用いて板状又はシート状に形成されかつ一方の前記縦壁における他方の前記縦壁とは反対側の面に接着剤を介して接合され、一方の前記縦壁における前記横壁との接続部に接合されている部分の厚みが該部分の隣接部位の厚みに比べて厚く設定された補強材と、
   を備えた車両構成部材。

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