説明

車両用側面荷重対応構造

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用側面荷重対応構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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)。
【特許文献1】特開2003−252249号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【発明の効果】
【0008】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
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。
【0010】
(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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
次に、作用を説明する。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
次に本実施形態の効果を列挙する。
【0031】
(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。
【0032】
(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。
【0033】
(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。
【0034】
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。
【0035】
(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。
【0036】
(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。
【0037】
(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。
【0038】
(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。
【0039】
(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。
【0040】
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。
【0041】
(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。
【0042】
次に、本発明にかかる他の実施形態を説明する。
【0043】
(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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】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2】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】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】図2中矢示SB−SB線に沿うセンタピラーの断面図。
【図5】図2中矢示SC−SC線に沿うセンタピラーの断面図。
【図6】挟持体を示す拡大図。
【図7】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】挟持手段で剛性バーを挟持した状態を示す側面図。
【図9】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】
【0051】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2009−255746(P2009−255746A)
【公開日】平成21年11月5日(2009.11.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−107115(P2008−107115)
【出願日】平成20年4月16日(2008.4.16)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】