車両用構造体
【課題】車両側面からの大きな荷重に対して適正に変形することができる車両用構造体を提供する。
【解決手段】車体を構成する構造部材１０にはワイヤーハーネスを外部に導出するための導出開口１３が設けられ、導出開口１３の縁部に車両の内側から外側に向けて窪む突出部１４が設けられる。突出部１４は構造部材１０の長手方向に対する開口１３の縁部に設けられる。この車両用構造体４は、センターピラーなどの車体側部の車両用構造体の中間部に車体上下方向に沿って設けられる。
【解決手段】車体を構成する構造部材１０にはワイヤーハーネスを外部に導出するための導出開口１３が設けられ、導出開口１３の縁部に車両の内側から外側に向けて窪む突出部１４が設けられる。突出部１４は構造部材１０の長手方向に対する開口１３の縁部に設けられる。この車両用構造体４は、センターピラーなどの車体側部の車両用構造体の中間部に車体上下方向に沿って設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用構造体として、例えば、特許文献１に開示されたワイヤーハーネスの取付け構造には、所定の位置に開口が設けられた車両用構造体としてのＢピラー（センターピラー）が記載されている。このＢピラーは、内部にコネクタ部が収容され、このコネクタ部に連結されるワイヤーハーネスが上記開口から外部に導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような特許文献１に記載されているワイヤーハーネスの取付け構造のＢピラーは、更なる改善のため、例えば、開口近傍の部分などが大きな荷重に対して適正に変形できることが望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、大きな荷重に対して適正に変形することができる車両用構造体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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用構造体は、車両の車体を構成する構造部材の開口の縁部に前記車両の内側から外側に向けて窪むことで突出した突出部が設けられることを特徴とする。
【０００７】
また、上記車両用構造体では、前記突出部は、前記構造部材の長手方向に対する前記開口の縁部に設けられるものとすることができる。
【０００８】
また、上記車両用構造体では、前記突出部の前記長手方向に沿った長さと前記開口の前記長手方向に沿った長さとの合計の長さは、前記長手方向と交差する方向から前記構造部材に荷重が作用した際の当該構造部材の座屈の半波長と同等の長さであるものとすることができる。
【０００９】
また、上記車両用構造体では、前記突出部の前記長手方向と交差する方向の長さは、前記構造部材において前記開口が設けられる壁面の前記交差する方向の実際の長さから当該壁面の前記交差する方向の荷重受け有効長さを差し引いた長さより短いものとすることができる。
【００１０】
また、上記車両用構造体では、前記車両の車体側部の中間部に車体上下方向に沿って設けられるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両用構造体は、変形箇所となりやすい開口の縁部に突出部が設けられるので、大きな荷重に対して適正に変形することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係る導出開口近傍の部分的な側面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るセンターピラーの側面図である。
【図４】図４は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図６】図６は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図８】図８は、実施形態に係る車両の側面図である。
【図９】図９は、変形例に係るセンターピラーの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る車両用構造体の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す部分斜視図、図２は、実施形態に係るセンターピラーの導出開口近傍を車室内側から見た部分的な側面図、図３は、実施形態に係るセンターピラーを車室内側から見た側面図、図４は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図（変形前）、図５は、実施形態に係るセンターピラーを車体前後方向の前方側から見た正面図（変形前）、図６は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図（変形後）、図７は、実施形態に係るセンターピラーを車体前後方向の前方側から見た正面図（変形後）、図８は、実施形態に係るセンターピラーが適用された車両の車体側部を車室外側から見た側面図、図９は、変形例に係るセンターピラーを車室内側から見た側面図である。
【００１５】
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、車両１の走行方向に沿った方向を車体前後方向、車両１の高さ方向を車体上下方向、車体前後方向及び車体上下方向に直交する方向を車体幅方向という。典型的には、車両１の車輪が平坦な路面に設置した状態で車体上下方向は、鉛直方向に沿った方向であり、車体前後方向、車体幅方向は、水平方向に沿った方向である。また、車両１の客室が区画される車両１の内側の空間側を車室内側、車両１の外側の外気側の空間を車室外側という。また、各図において示される矢印ＦＲは車体前後方向の前方側を示しており、矢印ＵＰは車体上下方向の上方側を示しており、矢印ＩＮは車体幅方向の車室内側を示している。
【００１６】
本実施形態の車両用構造体としてのセンターピラー４は、図８に示すように、車両１の車体２に適用される。車両１は、車体２の骨格を構成する高強度、高剛性の車体骨格部品として、フロントピラー（Ａピラー）３、センターピラー（Ｂピラー）４、リアピラー（Ｃピラー）５、ルーフサイドレール６、ロッカ７などを含んで構成される。
【００１７】
フロントピラー３、センターピラー４及びリアピラー５は、支柱状の部材であり、車両１の車体側部８に車体上下方向すなわち鉛直方向に延在して設けられる。フロントピラー３は、車体側部８の前後方向の前部に、センターピラー４は、車体側部８の前後方向の中間部に、リアピラー５は、車体側部８の前後方向の後部に、それぞれ配置される。ルーフサイドレール６及びロッカ７は、梁状の部材であり、車体側部８に車体前後方向すなわち水平方向に延在して設けられる。ルーフサイドレール６は、車体側部８の上下方向の上部に、ロッカ７は、車体側部８の上下方向の下部に配置される。フロントピラー３、センターピラー４、リアピラー５、ルーフサイドレール６及びロッカ７は、連結されることで車体２の骨格をなしている。なお、以下の説明では、車両用構造体は、センターピラー４に適用するものとして説明するが、これに限らない。車両用構造体は、車両１の車体２を構成する構造体であればよく、例えば、フロントピラー３やリアピラー５に適用してもよい。
【００１８】
本実施形態のセンターピラー４は、図１から図５に示すように、車両１の内外を隔てる部材であり、ほぼ車体上下方向に沿って、すなわちほぼ鉛直方向に沿って形成される。センターピラー４は、車体上下方向の上端部がルーフサイドレール６に結合され、下端部がロッカ７に結合される。
【００１９】
さらに具体的には、センターピラー４は、構造部材としてのピラーアウタ９及びピラーインナ１０を含んで構成される。ピラーアウタ９、ピラーインナ１０は、ともに略車体上下方向が長手方向となる線状（レール状）の柱部材である。ピラーアウタ９は、車室外側に面して配置されセンターピラー４の車体幅方向外側部を構成し、ピラーインナ１０は、車室内側に面して配置されセンターピラー４の車体幅方向内側部を構成する。
【００２０】
ここで、ピラーインナ１０は、例えば図３に示すように、複数の部材に分かれて構成されている。すなわち、このピラーインナ１０は、車体上下方向に対して上側のインナアッパ１１と下側のインナーロア１２とに分割されている。つまり、センターピラー４は、ピラーアウタ９と、ピラーインナ１０をなすインナアッパ１１とインナーロア１２とを含んで構成される。ピラーインナ１０は、インナアッパ１１の下端部とインナーロア１２の上端部とが重なって一体化される。
【００２１】
ピラーアウタ９、ピラーインナ１０は、例えば図４に示すように、ともに複数の稜線部（角部）を含んで構成される。そして、ピラーアウタ９は、水平方向に沿った断面形状が略コの字型に形成され、コの字型の開口側が車室内側を向くように配置される。ピラーインナ１０は、水平方向に沿った断面形状が略平板状に形成され、ピラーアウタ９のコの字型の開口部分と対向するようにして配置される。センターピラー４は、ピラーアウタ９とピラーインナ１０とが上記のように車体幅方向に対向して配置された状態で一体化されることで、略車体上下方向が長手方向となる矩形中空状の支柱部材として構成される。ピラーアウタ９とピラーインナ１０とは、例えば、幅方向（短辺方向）の端部に設けられるフランジ部９ａ、１０ａが相対変位しないように相互に固定されることで一体化される。
【００２２】
ところで、センターピラー４は、図１、図２、図３に示すように、例えば、内部の中空状の空間部に配設されたワイヤーハーネスを外部に導出するための導出開口１３等の開口が所定の位置に設けられている。ここでは、導出開口１３は、ピラーインナ１０のインナーロア１２に形成されている。導出開口１３は、インナーロア１２を貫通して形成されており、センターピラー４の長手方向に沿った長孔として形成される。インナーロア１２と導出開口１３とは、長手方向に沿った中心線Ａがほぼ一致しており、導出開口１３は、この中心線Ａに対してほぼ対称形に形成される。ここで、このようなセンターピラー４は、車両１の車体側部８側への衝突時、すなわち、車両側突時などに、ピラーインナ１０の長手方向と交差する車体２の横方向から大きな荷重（衝撃力）が作用した際に、この導出開口１３のような開口部分の近傍が相対的に変形し易い傾向にある。
【００２３】
そこで、本実施形態のセンターピラー４は、例えば、図１、図２に示すように、導出開口１３の縁部に突出部としてのビード１４が設けられることで、上記のような大きな荷重に対して適正に変形できるようにしている。
【００２４】
ビード１４は、ピラーインナ１０のインナーロア１２の導出開口１３の縁部において、例えば、図４に示すように、インナーロア１２の一部が車両１の内側である車室内側から車両１の外側である車室外側に向けて窪むことで突出した部分である。ビード１４は、基本的にはインナーロア１２において、他の部分と同等の板厚で車室内側から車室外側に向けて突出する部分である。つまり、ビード１４は、インナーロア１２において、車室内側の表面が窪み車室内側の表面がこれに応じて突出した形状となる。また、ここでのビード１４は、長手方向の上側頂点部が曲面状になっている。
【００２５】
ビード１４は、導出開口１３の縁部に設けられるのであればどこに設けられていてもよいが、導出開口１３の周辺で最も変形しやすい箇所に設けられることが好ましい。ビード１４は、車体２の横方向からセンターピラー４に大きな荷重が作用することを想定して、このときに最も最も変形しやすい箇所として、例えば、図１、図２、図３に示すように、ピラーインナ１０の長手方向に対する導出開口１３の縁部、ここでは、導出開口１３の車体上下方向上側の縁部に設けられる。ビード１４は、導出開口１３の車体上下方向上側で凹部状の空間部がこの導出開口１３と連続するように形成される。ここでのビード１４は、中心線Ａに対してほぼ対称形に形成される。
【００２６】
そして、図２に示すように、このビード１４の長手方向に沿った長さｈ１は、ピラーインナ１０の座屈波長λ（図２中点線参照）に応じて設定される。ここでは、ビード１４の長手方向に沿った長さｈ１と導出開口１３の長手方向に沿った長さｈ２との合計の長さＨは、ピラーインナ１０の座屈波長λの２分の１と同等の長さに設定される。ここで、ピラーインナ１０の座屈波長λとは、ピラーインナ１０の長手方向と交差する車体２の横方向からこのピラーインナ１０に荷重が作用しこのピラーインナ１０（ここではインナーロア１２）が座屈変形したときの座屈の波長である。さらに言えば、ピラーインナ１０の座屈波長λとは、車体２の横方向からピラーインナ１０に荷重が作用しこのピラーインナ１０が座屈変形したときに、長手方向に間隔をあけて発生するｎ回目の座屈発生箇所とｎ＋１回目の座屈発生箇所との間隔に応じた長さに相当する。ピラーインナ１０の座屈波長λは、典型的には、ピラーインナ１０の長手方向と交差する断面の断面形状に応じて定まる。
【００２７】
つまり、ビード１４及び導出開口１３の長手方向に沿った合計長さＨは、車体２の横方向からピラーインナ１０に荷重が作用した際のこのピラーインナ１０の座屈の半波長［λ／２］分と同等の長さに相当する。本実施形態のビード１４は、長手方向の長さｈ１が下記の数式（１）を満たすように形成される。
ｈ１＝Ｈ−ｈ２＝（λ／２）−ｈ２ ・・・ （１）
【００２８】
また、図２に示すビード１４の幅ｌ１は、ピラーインナ１０の有効幅ｂｅ（不図示）に応じて設定される。ビード１４の幅ｌ１は、ピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌからピラーインナ１０の有効幅ｂｅ（不図示）を差し引いた長さより短く設定される。ここで、ビード１４の幅ｌ１は、ピラーインナ１０の長手方向とほぼ直交に交差するビード幅方向に沿ったビード１４の長さである。ピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌは、ピラーインナ１０（ここではインナーロア１２）において導出開口１３が設けられる壁面１０ｂのビード幅方向に沿った実際の長さである。ピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌは、典型的には、壁面１０ｂの一方の稜線部１０ｃと他方の稜線部１０ｃとのビード幅方向に沿った間隔に相当する。ピラーインナ１０の有効幅ｂｅは、壁面１０ｂのビード幅方向に沿った荷重受け有効長さに相当する。ピラーインナ１０の有効幅ｂｅは、典型的には、ピラーインナ１０の壁面１０ｂの実際の幅に対して実際に荷重を受けることができる有効の幅であり、ピラーインナ１０、ここではインナーロア１２の材質、降伏応力、板厚などに応じて定まる。
【００２９】
ビード１４は、このビード１４の一方の端部と一方の稜線部１０ｃとのビード幅方向に沿った間隔Ｓ１が有効幅ｂｅに応じた所定の長さより長くなるように形成される。本実施形態のビード１４は、中心線Ａに対してほぼ対称形であることから、この間隔Ｓ１が下記の数式（２）を満たすような寸法及び位置で形成される。これにより、ビード１４は、ビード１４の幅ｌ１がピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌからピラーインナ１０の有効幅ｂｅを差し引いた長さより短い幅に設定される。
Ｓ１＞ｂｅ／２ ・・・ （２）
【００３０】
上記のように構成されるセンターピラー４は、例えば、図５の矢印Ｃに示すように、車両側突時などにピラーインナ１０の長手方向と交差する車体２の横方向から大きな荷重（衝撃力）が作用した際、すなわち、車体幅方向の車室外側から車室内側に向かって大きな荷重が作用した際に、センターピラー４のピラー断面が曲げ入力を受けて座屈する。このセンターピラー４は、車両側突時などに座屈する場合、図６に例示するように、通常、車室外側のピラーアウタ９が圧縮側、車室内側のピラーインナ１０側が引張側となる傾向にある。そして、センターピラー４は、例えば、ピラーアウタ９の稜線部が圧縮により座屈する際、ピラーアウタ９とピラーインナ１０とを一体化させるフランジ部９ａ、１０ａが断面線長のつじつまを合わせるように双方ともビード幅方向の内側によってくる挙動を示す。このとき、例えば、センターピラー４がビード１４を有しない場合、図６、図７に点線で示すように、引張側となるピラーインナ１０側の稜線部１０ｃ以外の部分（一般部）が肉余りの状態となり車室内側に向かって変形するおそれがある。
【００３１】
これに対して、本実施形態のセンターピラー４は、車両側突時などに変形箇所となりやすい導出開口１３の縁部にビード１４が設けられていることで、このビード１４の作用によりセンターピラー４の変形モードを適正に調節することができ、センターピラー４の座屈変形時における面の変形向きを適正に制御することができる。すなわち、センターピラー４は、車体２の横方向から大きな荷重が作用した際に、変形箇所となりやすい導出開口１３の縁部のビード１４に応力が集中し、図６、図７の囲み線Ｄ内に示すように、ピラーインナ１０がこのビード１４にて車室外側に向けて変形する。したがって、センターピラー４は、車両側突時などに座屈変形する際には、ビード１４の作用により、ピラーインナ１０の車室外側に向けた壁面座屈が誘発され、引張側となるこのピラーインナ１０側の稜線部１０ｃ以外の部分（一般部）を車室外側に向けて変形させることができ、この結果、ピラー断面が座屈する際の面方向を制御して変形断面を車室外側に逃がすことができる。よって、センターピラー４は、例えば、車両側突時などに車室内側の壁面が車室内側に向けて侵入する方向に変形することを抑制し外側に向かって変形させるように促すことができることから、車室内側の空間が減少するような変形を抑制することができる。また、センターピラー４は、例えば、構造部材の板厚を厚くし強度を増すなどの重量増加につながるような変更を施すことなく、車両側突時などに車室内側の空間が減少することを抑制する構成を実現することができる。
【００３２】
また、センターピラー４は、一般に座屈に際しては座屈に応じて凹凸があらわれるが、ビード１４の長手方向に沿った長さｈ１が上記のようにピラーインナ１０の座屈波長λに応じて設定されることで、ピラーインナ１０における壁面座屈方向を適正に維持することができる。また、センターピラー４は、ビード１４のビード幅方向に沿った幅ｌ１が上記のようにピラーインナ１０の有効幅ｂｅ（不図示）に応じて設定されることで、稜線部１０ｃ近傍の剛性を適正に確保することができる。この結果は、センターピラー４は、稜線部１０ｃ近傍のピラー断面耐力を十分に確保することができ、例えば、ピラーインナ１０が圧縮側となりうるルーフクラッシュに対しても十分な強度を確保することができる。
【００３３】
以上で説明した実施形態に係るセンターピラー４によれば、車両１の車体２を構成するピラーインナ１０の導出開口１３の縁部に車両１の内側から外側に向けて窪むことで突出したビード１４が設けられる。したがって、センターピラー４は、変形箇所となりやすい導出開口１３の縁部にビード１４が設けられることで、大きな荷重に対して適正に変形することができる。
【００３４】
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両用構造体は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００３５】
以上の説明では、センターピラー４は、導出開口１３に突出部としてのビード１４が設けられるものとして説明したがこれに限らない。センターピラー４は、例えば、図９に例示するように、シートベルトリトラクタなどの部品を取り付けるための取付開口１５に突出部としてのビード１６が設けられてもよいし、その他の開口に突出部が設けられていてもよい。また、車両用構造体は、センターピラー４に適用するものとして説明するが、これに限らない。車両用構造体は、車両１の車体２を構成する構造体であればよく、例えば、フロントピラー３やリアピラー５に適用してもよい。
【００３６】
以上の説明では、導出開口１３は、センターピラー４の長手方向に沿った長孔として形成され、中心線Ａに対してほぼ対称形に形成されるものとして説明したがこれに限らず、例えば、中心線Ａに対して非対称な形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように本発明に係る車両用構造体は、種々の車両に用いられる車両用構造体に適用して好適である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 車両
２ 車体
３ フロントピラー
４ センターピラー（車両用構造体）
５ リアピラー
６ ルーフサイドレール
７ ロッカ
８ 車体側部
９ ピラーアウタ
９ａ、１０ａ フランジ部
１０ ピラーインナ（構造部材）
１０ｂ 壁面
１０ｃ 稜線部
１１ インナアッパ
１２ インナーロア
１３ 導出開口
１４、１６ ビード（突出部）
１５ 取付開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用構造体として、例えば、特許文献１に開示されたワイヤーハーネスの取付け構造には、所定の位置に開口が設けられた車両用構造体としてのＢピラー（センターピラー）が記載されている。このＢピラーは、内部にコネクタ部が収容され、このコネクタ部に連結されるワイヤーハーネスが上記開口から外部に導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような特許文献１に記載されているワイヤーハーネスの取付け構造のＢピラーは、更なる改善のため、例えば、開口近傍の部分などが大きな荷重に対して適正に変形できることが望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、大きな荷重に対して適正に変形することができる車両用構造体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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用構造体は、車両の車体を構成する構造部材の開口の縁部に前記車両の内側から外側に向けて窪むことで突出した突出部が設けられることを特徴とする。
【０００７】
また、上記車両用構造体では、前記突出部は、前記構造部材の長手方向に対する前記開口の縁部に設けられるものとすることができる。
【０００８】
また、上記車両用構造体では、前記突出部の前記長手方向に沿った長さと前記開口の前記長手方向に沿った長さとの合計の長さは、前記長手方向と交差する方向から前記構造部材に荷重が作用した際の当該構造部材の座屈の半波長と同等の長さであるものとすることができる。
【０００９】
また、上記車両用構造体では、前記突出部の前記長手方向と交差する方向の長さは、前記構造部材において前記開口が設けられる壁面の前記交差する方向の実際の長さから当該壁面の前記交差する方向の荷重受け有効長さを差し引いた長さより短いものとすることができる。
【００１０】
また、上記車両用構造体では、前記車両の車体側部の中間部に車体上下方向に沿って設けられるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車両用構造体は、変形箇所となりやすい開口の縁部に突出部が設けられるので、大きな荷重に対して適正に変形することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係る導出開口近傍の部分的な側面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るセンターピラーの側面図である。
【図４】図４は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図６】図６は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図８】図８は、実施形態に係る車両の側面図である。
【図９】図９は、変形例に係るセンターピラーの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る車両用構造体の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るセンターピラーの概略構成を示す部分斜視図、図２は、実施形態に係るセンターピラーの導出開口近傍を車室内側から見た部分的な側面図、図３は、実施形態に係るセンターピラーを車室内側から見た側面図、図４は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図（変形前）、図５は、実施形態に係るセンターピラーを車体前後方向の前方側から見た正面図（変形前）、図６は、図２に示すＢ−Ｂ概略断面図（変形後）、図７は、実施形態に係るセンターピラーを車体前後方向の前方側から見た正面図（変形後）、図８は、実施形態に係るセンターピラーが適用された車両の車体側部を車室外側から見た側面図、図９は、変形例に係るセンターピラーを車室内側から見た側面図である。
【００１５】
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、車両１の走行方向に沿った方向を車体前後方向、車両１の高さ方向を車体上下方向、車体前後方向及び車体上下方向に直交する方向を車体幅方向という。典型的には、車両１の車輪が平坦な路面に設置した状態で車体上下方向は、鉛直方向に沿った方向であり、車体前後方向、車体幅方向は、水平方向に沿った方向である。また、車両１の客室が区画される車両１の内側の空間側を車室内側、車両１の外側の外気側の空間を車室外側という。また、各図において示される矢印ＦＲは車体前後方向の前方側を示しており、矢印ＵＰは車体上下方向の上方側を示しており、矢印ＩＮは車体幅方向の車室内側を示している。
【００１６】
本実施形態の車両用構造体としてのセンターピラー４は、図８に示すように、車両１の車体２に適用される。車両１は、車体２の骨格を構成する高強度、高剛性の車体骨格部品として、フロントピラー（Ａピラー）３、センターピラー（Ｂピラー）４、リアピラー（Ｃピラー）５、ルーフサイドレール６、ロッカ７などを含んで構成される。
【００１７】
フロントピラー３、センターピラー４及びリアピラー５は、支柱状の部材であり、車両１の車体側部８に車体上下方向すなわち鉛直方向に延在して設けられる。フロントピラー３は、車体側部８の前後方向の前部に、センターピラー４は、車体側部８の前後方向の中間部に、リアピラー５は、車体側部８の前後方向の後部に、それぞれ配置される。ルーフサイドレール６及びロッカ７は、梁状の部材であり、車体側部８に車体前後方向すなわち水平方向に延在して設けられる。ルーフサイドレール６は、車体側部８の上下方向の上部に、ロッカ７は、車体側部８の上下方向の下部に配置される。フロントピラー３、センターピラー４、リアピラー５、ルーフサイドレール６及びロッカ７は、連結されることで車体２の骨格をなしている。なお、以下の説明では、車両用構造体は、センターピラー４に適用するものとして説明するが、これに限らない。車両用構造体は、車両１の車体２を構成する構造体であればよく、例えば、フロントピラー３やリアピラー５に適用してもよい。
【００１８】
本実施形態のセンターピラー４は、図１から図５に示すように、車両１の内外を隔てる部材であり、ほぼ車体上下方向に沿って、すなわちほぼ鉛直方向に沿って形成される。センターピラー４は、車体上下方向の上端部がルーフサイドレール６に結合され、下端部がロッカ７に結合される。
【００１９】
さらに具体的には、センターピラー４は、構造部材としてのピラーアウタ９及びピラーインナ１０を含んで構成される。ピラーアウタ９、ピラーインナ１０は、ともに略車体上下方向が長手方向となる線状（レール状）の柱部材である。ピラーアウタ９は、車室外側に面して配置されセンターピラー４の車体幅方向外側部を構成し、ピラーインナ１０は、車室内側に面して配置されセンターピラー４の車体幅方向内側部を構成する。
【００２０】
ここで、ピラーインナ１０は、例えば図３に示すように、複数の部材に分かれて構成されている。すなわち、このピラーインナ１０は、車体上下方向に対して上側のインナアッパ１１と下側のインナーロア１２とに分割されている。つまり、センターピラー４は、ピラーアウタ９と、ピラーインナ１０をなすインナアッパ１１とインナーロア１２とを含んで構成される。ピラーインナ１０は、インナアッパ１１の下端部とインナーロア１２の上端部とが重なって一体化される。
【００２１】
ピラーアウタ９、ピラーインナ１０は、例えば図４に示すように、ともに複数の稜線部（角部）を含んで構成される。そして、ピラーアウタ９は、水平方向に沿った断面形状が略コの字型に形成され、コの字型の開口側が車室内側を向くように配置される。ピラーインナ１０は、水平方向に沿った断面形状が略平板状に形成され、ピラーアウタ９のコの字型の開口部分と対向するようにして配置される。センターピラー４は、ピラーアウタ９とピラーインナ１０とが上記のように車体幅方向に対向して配置された状態で一体化されることで、略車体上下方向が長手方向となる矩形中空状の支柱部材として構成される。ピラーアウタ９とピラーインナ１０とは、例えば、幅方向（短辺方向）の端部に設けられるフランジ部９ａ、１０ａが相対変位しないように相互に固定されることで一体化される。
【００２２】
ところで、センターピラー４は、図１、図２、図３に示すように、例えば、内部の中空状の空間部に配設されたワイヤーハーネスを外部に導出するための導出開口１３等の開口が所定の位置に設けられている。ここでは、導出開口１３は、ピラーインナ１０のインナーロア１２に形成されている。導出開口１３は、インナーロア１２を貫通して形成されており、センターピラー４の長手方向に沿った長孔として形成される。インナーロア１２と導出開口１３とは、長手方向に沿った中心線Ａがほぼ一致しており、導出開口１３は、この中心線Ａに対してほぼ対称形に形成される。ここで、このようなセンターピラー４は、車両１の車体側部８側への衝突時、すなわち、車両側突時などに、ピラーインナ１０の長手方向と交差する車体２の横方向から大きな荷重（衝撃力）が作用した際に、この導出開口１３のような開口部分の近傍が相対的に変形し易い傾向にある。
【００２３】
そこで、本実施形態のセンターピラー４は、例えば、図１、図２に示すように、導出開口１３の縁部に突出部としてのビード１４が設けられることで、上記のような大きな荷重に対して適正に変形できるようにしている。
【００２４】
ビード１４は、ピラーインナ１０のインナーロア１２の導出開口１３の縁部において、例えば、図４に示すように、インナーロア１２の一部が車両１の内側である車室内側から車両１の外側である車室外側に向けて窪むことで突出した部分である。ビード１４は、基本的にはインナーロア１２において、他の部分と同等の板厚で車室内側から車室外側に向けて突出する部分である。つまり、ビード１４は、インナーロア１２において、車室内側の表面が窪み車室内側の表面がこれに応じて突出した形状となる。また、ここでのビード１４は、長手方向の上側頂点部が曲面状になっている。
【００２５】
ビード１４は、導出開口１３の縁部に設けられるのであればどこに設けられていてもよいが、導出開口１３の周辺で最も変形しやすい箇所に設けられることが好ましい。ビード１４は、車体２の横方向からセンターピラー４に大きな荷重が作用することを想定して、このときに最も最も変形しやすい箇所として、例えば、図１、図２、図３に示すように、ピラーインナ１０の長手方向に対する導出開口１３の縁部、ここでは、導出開口１３の車体上下方向上側の縁部に設けられる。ビード１４は、導出開口１３の車体上下方向上側で凹部状の空間部がこの導出開口１３と連続するように形成される。ここでのビード１４は、中心線Ａに対してほぼ対称形に形成される。
【００２６】
そして、図２に示すように、このビード１４の長手方向に沿った長さｈ１は、ピラーインナ１０の座屈波長λ（図２中点線参照）に応じて設定される。ここでは、ビード１４の長手方向に沿った長さｈ１と導出開口１３の長手方向に沿った長さｈ２との合計の長さＨは、ピラーインナ１０の座屈波長λの２分の１と同等の長さに設定される。ここで、ピラーインナ１０の座屈波長λとは、ピラーインナ１０の長手方向と交差する車体２の横方向からこのピラーインナ１０に荷重が作用しこのピラーインナ１０（ここではインナーロア１２）が座屈変形したときの座屈の波長である。さらに言えば、ピラーインナ１０の座屈波長λとは、車体２の横方向からピラーインナ１０に荷重が作用しこのピラーインナ１０が座屈変形したときに、長手方向に間隔をあけて発生するｎ回目の座屈発生箇所とｎ＋１回目の座屈発生箇所との間隔に応じた長さに相当する。ピラーインナ１０の座屈波長λは、典型的には、ピラーインナ１０の長手方向と交差する断面の断面形状に応じて定まる。
【００２７】
つまり、ビード１４及び導出開口１３の長手方向に沿った合計長さＨは、車体２の横方向からピラーインナ１０に荷重が作用した際のこのピラーインナ１０の座屈の半波長［λ／２］分と同等の長さに相当する。本実施形態のビード１４は、長手方向の長さｈ１が下記の数式（１）を満たすように形成される。
ｈ１＝Ｈ−ｈ２＝（λ／２）−ｈ２ ・・・ （１）
【００２８】
また、図２に示すビード１４の幅ｌ１は、ピラーインナ１０の有効幅ｂｅ（不図示）に応じて設定される。ビード１４の幅ｌ１は、ピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌからピラーインナ１０の有効幅ｂｅ（不図示）を差し引いた長さより短く設定される。ここで、ビード１４の幅ｌ１は、ピラーインナ１０の長手方向とほぼ直交に交差するビード幅方向に沿ったビード１４の長さである。ピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌは、ピラーインナ１０（ここではインナーロア１２）において導出開口１３が設けられる壁面１０ｂのビード幅方向に沿った実際の長さである。ピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌは、典型的には、壁面１０ｂの一方の稜線部１０ｃと他方の稜線部１０ｃとのビード幅方向に沿った間隔に相当する。ピラーインナ１０の有効幅ｂｅは、壁面１０ｂのビード幅方向に沿った荷重受け有効長さに相当する。ピラーインナ１０の有効幅ｂｅは、典型的には、ピラーインナ１０の壁面１０ｂの実際の幅に対して実際に荷重を受けることができる有効の幅であり、ピラーインナ１０、ここではインナーロア１２の材質、降伏応力、板厚などに応じて定まる。
【００２９】
ビード１４は、このビード１４の一方の端部と一方の稜線部１０ｃとのビード幅方向に沿った間隔Ｓ１が有効幅ｂｅに応じた所定の長さより長くなるように形成される。本実施形態のビード１４は、中心線Ａに対してほぼ対称形であることから、この間隔Ｓ１が下記の数式（２）を満たすような寸法及び位置で形成される。これにより、ビード１４は、ビード１４の幅ｌ１がピラーインナ１０の壁面１０ｂの幅Ｌからピラーインナ１０の有効幅ｂｅを差し引いた長さより短い幅に設定される。
Ｓ１＞ｂｅ／２ ・・・ （２）
【００３０】
上記のように構成されるセンターピラー４は、例えば、図５の矢印Ｃに示すように、車両側突時などにピラーインナ１０の長手方向と交差する車体２の横方向から大きな荷重（衝撃力）が作用した際、すなわち、車体幅方向の車室外側から車室内側に向かって大きな荷重が作用した際に、センターピラー４のピラー断面が曲げ入力を受けて座屈する。このセンターピラー４は、車両側突時などに座屈する場合、図６に例示するように、通常、車室外側のピラーアウタ９が圧縮側、車室内側のピラーインナ１０側が引張側となる傾向にある。そして、センターピラー４は、例えば、ピラーアウタ９の稜線部が圧縮により座屈する際、ピラーアウタ９とピラーインナ１０とを一体化させるフランジ部９ａ、１０ａが断面線長のつじつまを合わせるように双方ともビード幅方向の内側によってくる挙動を示す。このとき、例えば、センターピラー４がビード１４を有しない場合、図６、図７に点線で示すように、引張側となるピラーインナ１０側の稜線部１０ｃ以外の部分（一般部）が肉余りの状態となり車室内側に向かって変形するおそれがある。
【００３１】
これに対して、本実施形態のセンターピラー４は、車両側突時などに変形箇所となりやすい導出開口１３の縁部にビード１４が設けられていることで、このビード１４の作用によりセンターピラー４の変形モードを適正に調節することができ、センターピラー４の座屈変形時における面の変形向きを適正に制御することができる。すなわち、センターピラー４は、車体２の横方向から大きな荷重が作用した際に、変形箇所となりやすい導出開口１３の縁部のビード１４に応力が集中し、図６、図７の囲み線Ｄ内に示すように、ピラーインナ１０がこのビード１４にて車室外側に向けて変形する。したがって、センターピラー４は、車両側突時などに座屈変形する際には、ビード１４の作用により、ピラーインナ１０の車室外側に向けた壁面座屈が誘発され、引張側となるこのピラーインナ１０側の稜線部１０ｃ以外の部分（一般部）を車室外側に向けて変形させることができ、この結果、ピラー断面が座屈する際の面方向を制御して変形断面を車室外側に逃がすことができる。よって、センターピラー４は、例えば、車両側突時などに車室内側の壁面が車室内側に向けて侵入する方向に変形することを抑制し外側に向かって変形させるように促すことができることから、車室内側の空間が減少するような変形を抑制することができる。また、センターピラー４は、例えば、構造部材の板厚を厚くし強度を増すなどの重量増加につながるような変更を施すことなく、車両側突時などに車室内側の空間が減少することを抑制する構成を実現することができる。
【００３２】
また、センターピラー４は、一般に座屈に際しては座屈に応じて凹凸があらわれるが、ビード１４の長手方向に沿った長さｈ１が上記のようにピラーインナ１０の座屈波長λに応じて設定されることで、ピラーインナ１０における壁面座屈方向を適正に維持することができる。また、センターピラー４は、ビード１４のビード幅方向に沿った幅ｌ１が上記のようにピラーインナ１０の有効幅ｂｅ（不図示）に応じて設定されることで、稜線部１０ｃ近傍の剛性を適正に確保することができる。この結果は、センターピラー４は、稜線部１０ｃ近傍のピラー断面耐力を十分に確保することができ、例えば、ピラーインナ１０が圧縮側となりうるルーフクラッシュに対しても十分な強度を確保することができる。
【００３３】
以上で説明した実施形態に係るセンターピラー４によれば、車両１の車体２を構成するピラーインナ１０の導出開口１３の縁部に車両１の内側から外側に向けて窪むことで突出したビード１４が設けられる。したがって、センターピラー４は、変形箇所となりやすい導出開口１３の縁部にビード１４が設けられることで、大きな荷重に対して適正に変形することができる。
【００３４】
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両用構造体は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００３５】
以上の説明では、センターピラー４は、導出開口１３に突出部としてのビード１４が設けられるものとして説明したがこれに限らない。センターピラー４は、例えば、図９に例示するように、シートベルトリトラクタなどの部品を取り付けるための取付開口１５に突出部としてのビード１６が設けられてもよいし、その他の開口に突出部が設けられていてもよい。また、車両用構造体は、センターピラー４に適用するものとして説明するが、これに限らない。車両用構造体は、車両１の車体２を構成する構造体であればよく、例えば、フロントピラー３やリアピラー５に適用してもよい。
【００３６】
以上の説明では、導出開口１３は、センターピラー４の長手方向に沿った長孔として形成され、中心線Ａに対してほぼ対称形に形成されるものとして説明したがこれに限らず、例えば、中心線Ａに対して非対称な形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように本発明に係る車両用構造体は、種々の車両に用いられる車両用構造体に適用して好適である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 車両
２ 車体
３ フロントピラー
４ センターピラー（車両用構造体）
５ リアピラー
６ ルーフサイドレール
７ ロッカ
８ 車体側部
９ ピラーアウタ
９ａ、１０ａ フランジ部
１０ ピラーインナ（構造部材）
１０ｂ 壁面
１０ｃ 稜線部
１１ インナアッパ
１２ インナーロア
１３ 導出開口
１４、１６ ビード（突出部）
１５ 取付開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体を構成する構造部材の開口の縁部に前記車両の内側から外側に向けて窪むことで突出した突出部が設けられることを特徴とする、
車両用構造体。
【請求項２】
前記突出部は、前記構造部材の長手方向に対する前記開口の縁部に設けられる、
請求項１に記載の車両用構造体。
【請求項３】
前記突出部の前記長手方向に沿った長さと前記開口の前記長手方向に沿った長さとの合計の長さは、前記長手方向と交差する方向から前記構造部材に荷重が作用した際の当該構造部材の座屈の半波長と同等の長さである、
請求項２に記載の車両用構造体。
【請求項４】
前記突出部の前記長手方向と交差する方向の長さは、前記構造部材において前記開口が設けられる壁面の前記交差する方向の実際の長さから当該壁面の前記交差する方向の荷重受け有効長さを差し引いた長さより短い、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用構造体。
【請求項５】
前記車両の車体側部の中間部に車体上下方向に沿って設けられる、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用構造体。
【請求項１】
車両の車体を構成する構造部材の開口の縁部に前記車両の内側から外側に向けて窪むことで突出した突出部が設けられることを特徴とする、
車両用構造体。
【請求項２】
前記突出部は、前記構造部材の長手方向に対する前記開口の縁部に設けられる、
請求項１に記載の車両用構造体。
【請求項３】
前記突出部の前記長手方向に沿った長さと前記開口の前記長手方向に沿った長さとの合計の長さは、前記長手方向と交差する方向から前記構造部材に荷重が作用した際の当該構造部材の座屈の半波長と同等の長さである、
請求項２に記載の車両用構造体。
【請求項４】
前記突出部の前記長手方向と交差する方向の長さは、前記構造部材において前記開口が設けられる壁面の前記交差する方向の実際の長さから当該壁面の前記交差する方向の荷重受け有効長さを差し引いた長さより短い、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用構造体。
【請求項５】
前記車両の車体側部の中間部に車体上下方向に沿って設けられる、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１８８９７（Ｐ２０１１−２１８８９７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８０９５（Ｐ２０１０−８８０９５）
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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