JP2001151147A

JP2001151147A - 自動車のフロントピラー

Info

Publication number: JP2001151147A
Application number: JP34017299A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Akiyama; 朗彦秋山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】フロントピラー本来の剛性を維持しつつ、障
害物への衝撃を十分に緩和することのできる自動車のフ
ロントピラーを提供する。【解決手段】筒型断面に形成したフロントピラー２０
において、車室２９内側へのフロントピラー２０の変形
を促すために、フロントピラーの変形部２５をその他の
部位２６と比べて変形しやすい材料で形成した。従っ
て、フロントピラー２０に障害物が当ったときに、変形
部２５が比較的容易に変形する。一方、フロントピラー
２０のその他の部位２６を変形し難い材料で構成したの
で、フロントピラー２０の剛性を十分に確保することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車のフロントピ
ラーの改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のフロントピラーは、車体の一部
であるから剛性が大きい部材である。例えば、フロント
ピラーの前部に障害物が当った場合には、障害物への衝
撃が大きい。一方、障害物の保護を優先するあまりフロ
ントピラーの剛性を小さくしたのでは、車体全体の耐久
強度を確保することができない。

【０００３】そこで、フロントピラー本来の剛性を維持
しつつ、障害物への衝撃を十分に緩和することのできる
自動車のフロントピラーが望まれる。障害物への衝撃の
緩和を配慮した自動車のフロントピラーとしては、例え
ば特開平９−３９８３３号公報「自動車のフロントピラ
ー」が知られている。以下、この技術を同公報の図１及
び図２を参照の上説明する。

【０００４】この技術のフロントピラー１（符号は公報
のものを引用した。）は、ピラーインナ６にピラーアウ
タ７を接合して筒型断面のピラー本体５を形成し、ピラ
ーアウタ７の前面部分７ａに低剛性の緩衝パネル８を取
付け、この緩衝パネル８の前面に樹脂ガーニッシュ９を
取付けたものである。フロントピラー１の前部に障害物
が当った場合には、樹脂ガーニッシュ９並びに緩衝パネ
ル８が塑性変形することにより、障害物への衝撃を緩和
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この様に、フロントピ
ラー１は、ピラー本体５に緩衝パネル８を設けただけの
ものである。このため、万一障害物がフロントピラー１
に当った場合には、緩衝パネル８の変形で衝撃力を吸収
するだけであり、障害物がピラー本体５まで到達した後
の衝撃力の吸収手段がない。従って、障害物に対して十
分な衝撃の緩和をするには改良の余地がある。すなわ
ち、フロントピラー１は、ピラー本体５にフロントピラ
ー本来の剛性を備えているものの、障害物が当ったとき
に、ピラー本体５自体で障害物への衝撃を緩和できるよ
うに配慮したものではない。

【０００６】そこで本発明の目的は、フロントピラー本
来の剛性を維持しつつ、障害物への衝撃を十分に緩和す
ることのできる自動車のフロントピラーを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、筒型断面に形成したフロントピラーにお
いて、このフロントピラーは、車室内側へのフロントピ
ラーの変形を促すために、フロントピラーの一部をその
他の部位と比べて変形しやすい材料で形成したことを特
徴とする。なお、変形しやすい材料とは、縦弾性係数の
小さな材料を指す。

【０００８】フロントピラーの一部を変形しやすい材料
で形成した。従って、万一フロントピラーに障害物が当
ったときに、フロントピラーの一部を変形させて衝撃力
を吸収することができる。このため、障害物への衝撃を
十分に緩和することができる。一方、フロントピラーの
その他の部位を変形し難い材料で構成したので、フロン
トピラーの剛性を十分に確保することができる。

【０００９】請求項２は、変形しやすい材料は合成樹脂
であり、その他の部位は金属で構成したことを特徴とす
る。

【００１０】変形しやすい材料を合成樹脂とした。従っ
て、合成樹脂は比較的簡単に加工することができるの
で、衝撃緩和用のフロントピラーを比較的簡単に形成す
ることができる。この結果、衝撃緩和用のフロントピラ
ーのコストを抑えることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向
に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右
側、ＣＬは車幅中心（車体中心）を示す。また、図面は
符号の向きに見るものとする。

【００１２】図１は本発明に係るフロントピラーを備え
た自動車の斜視図であり、自動車１０の車体の一部をな
す左右のフロントピラー２０，２０を示す。以下、左の
フロントピラー２０の構成を詳細に説明する。なお、右
のフロントピラー２０も左のフロントピラー２０と同一
構成であり、その説明を省略する。図中、１１，１１は
フロントフェンダ、１２はルーフ、１３はフロントバン
パ、１４はボンネット、１５はフロントガラス、１６は
ドア、１７はドアガラス、１８は前輪、１９，１９はヘ
ッドライトである。

【００１３】図２は図１の２−２線断面図であり、左の
フロントピラー２０の平面断面構造を示す。フロントピ
ラー２０は、インナフレーム２１にアウタフレーム３０
を接合して筒型断面に形成した部材であって、車室２９
内側へのフロントピラー２０の変形を促すために、フロ
ントピラー２０の一部（変形部）２５をその他の部位２
６と比べて変形しやすい材料で形成したものである。

【００１４】インナフレーム２１は、前板部２２及び後
板部２４を変形部２５でつないで車室２９に臨ませたも
のであって、前板部２２の前フランジ２２ａをフロント
ガラス１５に略平行に配置し、後板部２４の後フランジ
２４ａをドアガラス１７に略平行に配置し、後板部２４
に補強板２７を介して補強パイプ２８を取付けたもので
ある。前板部２２及び後板部２４は、板材を折曲げたも
のや押出し成形した金属部材（例えば、鋼材やアルミニ
ウム合金）で、各々の板厚を同一に設定することが好ま
しい。

【００１５】変形部２５は、前板部２２及び後板部２４
と同一の板厚に形成した、例えば合成樹脂製の板材であ
って、前後端に溝２５ａ，２５ｂを形成し、前溝２５ａ
に前板部２２の後端２２ｂを差込み、後溝２５ｂに後板
部２４の前端２４ｂを差込むことにより、前板部２２及
び後板部２４をつないだものである。この変形部２５
は、フロントピラー２０のその他の部位２６と比べて変
形しやすい材料で形成したものである。

【００１６】フロントピラー２０のその他の部位２６の
材料を炭素鋼（縦弾性係数Ｅ＝２１０００ｋｇｆ／ｍｍ
²）とした場合は、フロントピラー２０の一部（変形部
２５）は低い縦弾性係数の材料、例えばポリプロピレン
（Ｅ＝１６０ｋｇｆ／ｍｍ²）、硬質塩化ビニル樹脂
（Ｅ＝４２０ｋｇｆ／ｍｍ²）、耐衝撃用ＡＢＳ樹脂
（Ｅ＝３２０ｋｇｆ／ｍｍ²）、アルミ合金（Ｅ＝７５
００ｋｇｆ／ｍｍ²）とする。従って、上記材料のよう
にフロントピラー２０のその他の部位２６より小さい縦
弾性係数の材料を変形部２５に使用すればよい。

【００１７】以上述べたように、縦弾性係数が小さな変
形部２５をインナフレーム２１の略中央に取付けること
により、フロントピラー２０の前側エリア２０ａを車室
２９内側へ変形させる衝撃吸収部とすることができる。
なお、フロントピラー２０の変形については図４〜図５
で詳しく説明する。

【００１８】ここで、インナフレーム２１の略中央に変
形部２５を備えた理由は、フロントピラー２０の前部２
０ｃに障害物が矢印の如く当った場合、変形部２５を変
形させてフロントピラー２０の前側エリア２０ａを車室
２９内側へ効率よく変形させることができるからであ
る。このように、フロントピラー２０の前側エリア２０
ａを車室２９内側へ変形させることで、障害物への衝撃
を十分に緩和することができる。

【００１９】補強パイプ２８は円筒部材であり、補強板
２７とともにフロントピラー２０の内部を上端から下端
まで通すことで、補強部材とし役割の他に芯材としての
役割をも果たす。補強パイプ２８を補強板２７を介して
後板部２４に取付けることにより、フロントピラー２０
の後側エリア２０ｂを高剛性部とすることができる。

【００２０】ここで、補強パイプ２８と後板部２４との
間に補強板２７を介在させた理由を説明する。補強パイ
プ２８を後板部２４に押し付けると、補強パイプ２８は
後板部２４に接触するが、この接触はいわゆる「線」接
触となる。この結果、溶接部が直線的になり応力が集中
しやすく、比較的板厚が小さな後板部２４に亀裂が発生
することが考えられる。従って、板厚の大きな補強板２
７に補強パイプ２８を溶接して、後板部２４に亀裂が発
生することを防ぐようにした。

【００２１】フロントピラー２０のその他の部位２６
は、前板部２２、後板部２４、補強板２７、補強パイプ
２８及びアウタフレーム３０からなる。すなわち、フロ
ントピラー２０のその他の部位２６は、フロントピラー
２０のうちから変形部２５を除いた部分である。

【００２２】アウタフレーム３０は、車室２９の外側に
アウタ本体３１を臨ませ、アウタ本体３１の前端３１ａ
から前フランジ３２をフロントガラス１５に略平行に延
ばし、アウタ本体３１の後端３１ｂから後フランジ３３
をドアガラス１７に略平行に延ばしたものである。この
アウタ本体３１は、開放側を車幅方向内側（車体中心Ｃ
Ｌ側）に向けた平面断面視略Ｕ字状の部材であって、底
３１ｃを比較的深く形成したものである。

【００２３】アウタフレーム３０の前フランジ３２をイ
ンナフレーム２１の前フランジ２２ａに接合するととも
に、後フランジ３３をインナフレーム２１の後フランジ
２４ａに接合することにより、アウタフレーム３０をイ
ンナフレーム２１に取付ける。このアウタフレーム３０
は、板材を折曲げて形成したものや押出し成形した金属
部材（例えば、鋼材やアルミニウム合金）が好ましい。

【００２４】なお、この図は、車室２９においてインナ
フレーム２１の周囲を室内カバー３５で覆ったことを示
す。室内カバー３５は、車室２９の外観性を高めるとと
もに、フロントピラー２０に対するプロテクタとしての
機能を有するカバー部材である。図中、４０はウェザス
トリップ、４１はシーラント、４２はドアサッシ、４３
はドア用ウェザストリップである。

【００２５】図３は本発明に係る自動車のフロントピラ
ーの分解斜視図であり、インナフレーム２１が概ねＷ字
状断面及びアウタフレーム３０が概ねＵ字状断面の長尺
部材であり、変形部２５、補強板２７及び補強パイプ２
８も長尺部材であることを示す。変形部２５は、一例と
して合成樹脂で形成したものである。変形部２５を合成
樹脂で形成することにより、変形部２５を比較的簡単に
加工することができる。従って、衝撃緩和用のフロント
ピラー２０を比較的簡単に形成することができる。

【００２６】次に、自動車のフロントピラー２０の作用
を図４〜図５に基づいて説明する。図４（ａ），（ｂ）
は本発明に係る自動車のフロントピラーの第１作用図で
ある。（ａ）において、障害物５０が車体前方から矢印
の如くフロントピラー２０の前部２０ｃに当る。
（ｂ）において、変形部２５に座屈荷重がかかり変形部
２５が矢印の如く塑性変形を開始する。このため、フ
ロントピラー２０の前部２０ｃが車室２９の内側に塑性
変形する。

【００２７】ここで、座屈荷重Ｐは、Ｐ＝ｎπ²ＥＩ／
Ｌ²で表わされる。但し、ｎ：変形部２５の端末条件で定まる固定係数Ｉ：主断面二次モーメントＬ：変形部２５の長さである。この式から、座屈荷重Ｐは縦弾性係数Ｅと比例
関係にあり、縦弾性係数Ｅを小さくすると座屈荷重Ｐを
小さくすることができる。従って、前板部２２及び後板
部２４を鋼材とし、変形部２５を合成樹脂として変形部
２５の縦弾性係数Ｅを小さくすることにより、比較的小
さな座屈荷重で変形部２５を塑性変形することができ
る。

【００２８】図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る自動車
のフロントピラーの第２作用図である。（ａ）におい
て、変形部２５が矢印の如くさらに大きく塑性変形し
て、変形部２５の端部同士が当る。引続きアウタフレー
ム３０の折曲げ部３４が矢印の如く塑性変形する。こ
のため、フロントピラー２０の前部２０ｃが車室２９の
内側にさらに塑性変形する。

【００２９】（ｂ）において、インナフレーム２１の前
板部２２が変形部２５の前溝２５ａから外れて、フロン
トピラー２０が車室２９の内側へ大きく塑性変形する。
これにより、フロントピラー２０のうち前側エリア２０
ａの衝撃吸収部が大きく塑性変形する。この結果、万一
フロントピラー２０の前部２０ｃに障害物５０が当って
も、衝撃を十分に吸収して障害物５０にかかる衝撃を十
分に緩和することができる

【００３０】一方、フロントピラー２０のうち後側エリ
ア２０ｂの高剛性部は、変形しない状態を保つことがで
きる。従って、車体の一部としてのフロントピラー２０
本来の剛性を維持することができる。

【００３１】なお、前記実施の形態では、前板部２２及
び後板部２４を同じ板厚で形成した例を説明したが、後
板部２４の板厚を厚くして剛性を高めることで、補強パ
イプ２８を省略することも可能である。また、補強パイ
プ２８を円筒部材として説明したが、例えば角パイプ等
を使用しても同様の効果を得ることができる。

【００３２】前記実施の形態では、変形部２５の前後端
に溝２５ａ，２５ｂを形成した例を説明したが、インナ
フレーム２１の前板部２２及び後板部２４に夫々溝を形
成してもよい。この場合、前板部２２及び後板部２４の
溝に変形部２５の前後端を差込むことにより、変形部２
５を前後の板部２２，２４に取付ける。

【００３３】前記実施の形態では、変形部２５を合成樹
脂やアルミ合金で形成した例を説明したが、これに限ら
ず、変形部２５はフロントピラー２０のその他の部位２
６と比べて変形しやすくすることができる材料であれば
よい。また、変形部２５を、前後の板部２２，２４と同
一の板厚に形成した例を説明したが、前後の板部２２，
２４と板厚が異なってもよい。さらに、変形部２５の一
部を薄肉に形成してもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、フロントピラーの一部を変形しやす
い材料で形成した。この構成により、万一フロントピラ
ーに障害物が当ったときに、フロントピラーの一部を変
形させることにより、衝撃力を吸収して障害物への衝撃
を十分に緩和することができる。一方、フロントピラー
のその他の部位を変形し難い材料で構成したので、フロ
ントピラーの剛性を十分に確保することができる。この
結果、フロントピラー本来の剛性を確保しつつ、障害物
への衝撃を十分に緩和することができる。

【００３５】請求項２は、変形しやすい材料を合成樹脂
とした。従って、合成樹脂は比較的簡単に加工すること
ができるので、衝撃緩和用のフロントピラーを比較的簡
単に形成することができる。この結果、衝撃緩和用のフ
ロントピラーのコストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフロントピラーを備えた自動車の
斜視図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】本発明に係る自動車のフロントピラーの分解斜
視図

【図４】本発明に係る自動車のフロントピラーの第１作
用図

【図５】本発明に係る自動車のフロントピラーの第２作
用図

【符号の説明】

１０…自動車、２０…フロントピラー、２０ａ…前側エ
リア、２０ｂ…後側エリア、２０ｃ…前部、２５…フロ
ントピラーの一部（変形部）、２６…フロントピラーの
その他の部位、２９…車室。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒型断面に形成したフロントピラーにお
いて、このフロントピラーは、車室内側へのフロントピ
ラーの変形を促すために、フロントピラーの一部をその
他の部位と比べて変形しやすい材料で形成したことを特
徴とする自動車のフロントピラー。
【請求項２】前記変形しやすい材料は合成樹脂であ
り、その他の部位は金属で構成したことを特徴とする請
求項１記載の自動車のフロントピラー。