JP2012131334A - 車両のフロントピラー上部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントピラーの剛性向上と応力集中の緩和によってフロントピラーの局部的な変形を防ぎ、フロントピラーの衝撃吸収性能を高めることができる車両のフロントピラー上部構造を提供すること。
【解決手段】インナパネル１３とアウタパネル１４及びリーンフォースメント１５によって閉断面構造を有する車両のフロントピラー７を前側に位置する第１ピラーとその後方に位置する第２ピラーとで構成し、これらの第１ピラーと第２ピラーの間に三角窓を配置した車両のフロントピラー上部構造として、前記第２ピラーの上端位置となる前記インナパネル１３に結合面１３Ａを設け、該結合面１３Ａによって当該インナパネル１３とリーンフォースメント１５とを結合し、これらのインナパネル１３とリーンフォースメント１５によって第１ピラーとルーフサイドレールに亘って連続する閉断面構造を形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、フロントピラーに三角窓を備えた車両のフロントピラー上部構造に関するものである。

車両には、車体側方の視界を確保するために左右の各フロントピラーに三角窓を設けたものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。ここで、フロントピラーに三角窓を備えた車両のフロントピラーの上部構造の従来例を図８〜図１０に基づいて以下に説明する。

即ち、図８は三角窓が設けられた車両のフロントピラー部分の側面図、図９は図８のＦ−Ｆ線断面図、図１０は図８のＧ−Ｇ線断面図であり、図８に示すように、フロントピラー１０７は、前側に位置する第１ピラー１０７Ａとその後方に位置する第２ピラー１０７Ｂとで構成されており、これらの第１ピラー１０７Ａと第２ピラー１０７Ｂの間に三角窓１０９が設けられている。

図９に示すように、例えば前側の第１ピラー１０７Ａは、インナパネル１１３とアウタパネル１１４及びリーンフォースメント１１５によって閉断面構造を構成している。

ところで、このようにフロントピラー１０７に三角窓１０９を備えた車両が前面衝突した場合のようにフロントピラー１０７に大きな外力が掛かると、該フロントピラー１０７の断面積が大きく変化する三叉路部分（第１ピラー１０７Ａと第２ピラー１０７Ｂが交わる部分）に応力が集中することが多い。特に、三角窓１０７が車体上方向に大きく、その上端がルーフに近い車種にあっては、フロントピラー１０７の意匠形状の曲率が大きくなる部分と三叉路部分が近くなるため、より応力が集中し易い構造となる。

そこで、リーンフォースメント１１５をフロントピラー１０７の三叉路部分に設定して車両の衝突性能の向上を図ることが行われている。

特開平８−０８０８６８号公報 特開平１１−２３５９８３号公報 特開２００６−１５１１０３号公報

しかしながら、従来のフロントピラー上部構造においては、図１０に示すようにフロントピラー１０７の三叉路部分でリーンフォースメント１１５に自由端１１５ａ（結合されない箇所）が生じて閉じ断面が消失するため、リーンフォースメント１１５の本来の機能が発揮されず、フロントピラー１０７の三叉路部分での強度及び剛性が不足し、大きな衝撃荷重を受けると三叉路部分が変形し易いという問題がある。

上記問題を解決するためにリーンフォースメントをフロントピラーの三叉路部分を跨ぐ大きな形状に設定し、該リーンフォースメントに自由端が生じないよう構成することが考えられるが、このような構成を採用すると、リーンフォースメントが大きくなって重量増加やコストアップを招くとともに、リーンフォースメントとインナパネルによって構成される閉断面構造の断面積が三叉路部分で急変（増加）するため、その断面積が急変する部分に応力が集中して該部分が変形し易いという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、フロントピラーの剛性向上と応力集中の緩和によってフロントピラーの局部的な変形を防ぎ、フロントピラーの衝撃吸収性能を高めることができる車両のフロントピラー上部構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、インナパネルとアウタパネル及びリーンフォースメントによって閉断面構造を有する車両のフロントピラーを前側に位置する第１ピラーとその後方に位置する第２ピラーとで構成し、これらの第１ピラーと第２ピラーの間に三角窓を配置した車両のフロントピラー上部構造であって、前記第２ピラーの上端位置となる前記インナパネルに結合面を設け、該結合面によって当該インナパネルと前記リーンフォースメントとを結合し、これらのインナパネルとリーンフォースメントによって前記第１ピラーとルーフサイドレールに亘って連続する閉断面構造を形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記インナパネルの結合面を、前記第２ピラーの三角窓側フランジと後側フランジとを結ぶ方向であって、且つ、前記第２ピラーを横断する方向に延設したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記第２ピラーの車両の左右方向中心位置に対して該第２ピラーの三角窓側フランジを車両外側に、後側フランジを車両内側にそれぞれ配置するとともに、これらの三角窓側フランジと後側フランジに連続する斜面に前記結合面を形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、第２ピラーの上端位置となるインナパネルに設けられた結合面によって当該インナパネルとリーンフォースメントとを結合したため、リーンフォースメントがその本来の機能を十分発揮することができ、このリーンフォースメントによってフロントピラーの剛性が高められ、車両前方から加わる外力をフロントピラーからルーフサイドレールに伝達することができる。そして、第２ピラー上端位置のインナパネルとリーンフォースメントによって第１ピラーとルーフサイドレールに亘って連続する閉断面構造を形成したため、閉断面構造の断面積の急変による応力集中を避けることができる。

従って、フロントピラーの剛性向上と応力集中の緩和によって該フロントピラーの局部的な変形を防ぎ、フロントピラーの衝撃吸収性能を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、インナパネルの結合面を、第２ピラーの三角窓側フランジと後側フランジとを結ぶ方向であって、且つ、第２ピラーを横断する方向に延設したため、比較的長い結合面を形成することができ、該結合面によるインナパネルとリーンフォースメントとを複数箇所で結合することができ、その結合強度を高めることができる。又、第２ピラーの上端部に連続する閉断面構造を容易に形成することができ、応力集中がなくて力の伝達に有効な閉断面形状を実現することができる。

請求項３記載の発明によれば、第２ピラーの車両の左右方向中心位置に対して該第２ピラーの三角窓側フランジを車両外側に、後側フランジを車両内側にそれぞれ配置するとともに、これらの三角窓側フランジと後側フランジに連続する斜面に結合面を形成したため、第２ピラー上端位置のインナパネルとリーンフォースメントとの間に閉断面を容易に形成することができる。又、その閉断面を第１ピラーとルーフサイドレールに断面積の大きな変化を生じることなく一層滑らかに連続させることができ、応力集中の生じない剛性の高いフロントピラーを構成することができる。

本発明に係るフロントピラー上部構造を備える車両の側面図である。 本発明に係るフロントピラー上部構造を備える車両のフロントピラー部分の側面図である。 図２の矢視Ａ方向の図である。 図２のＢ部（三叉路部分）拡大詳細図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。 図４のＤ−Ｄ線断面図である。 図４のＥ−Ｅ線断面図である。 従来のフロントピラー上部構造を備える車両のフロントピラー部分の側面図である。 図８のＦ−Ｆ線断面図である。 図８のＧ−Ｇ線断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るフロントピラー上部構造を備える車両の側面図、図２は同車両のフロントピラー部分の側面図、図３は図２の矢視Ａ方向の図、図４は図２のＢ部（三叉路部分）拡大詳細図、図５は図４のＣ−Ｃ線断面図、図６は図４のＤ−Ｄ線断面図、図７は図４のＥ−Ｅ線断面図である。

図１に示す車両１の前輪２と後輪３の間には左右一対のサイドシル４が車両前後方向に沿って配されており、車室の上部を形成するルーフパネル５の左右両側にはルーフサイドレール６が車両前後方向に沿って配されている。そして、左右一対のサイドシル４とルーフサイドレール６の各前端同士は左右一対の各フロントピラー７によって連結されており、各フロントピラー７のフロントガラス８に沿って緩やかに傾斜する上半部には三角窓９が固設されている。尚、各フロントピラー７の下半部はフェンダパネル１０によって被覆されている。又、左右のフロントピラー７の車両後方には開閉可能な左右のフロントドア１１とリヤドア１２がそれぞれ設けられている。

ここで、前記フロントピラー７の上部構造を図２〜図７に基づいて以下に説明する。尚、左右一対のフロントピラー７の構造は同じであるため、以下、一方のフロントピラー７についてのみ図示及び説明する。

各フロントピラー７は，図５〜図７に示すように、板金のプレス成形品であるインナパネル１３とアウタパネル１４及びリーンフォースメント１５によって閉断面構造を構成している。具体的には、車室内側に位置するインナパネル１３と車室外側に位置するアウタパネル１４の間に補強部材であるリーンフォースメント１５を挟み込み、インナパネル１３とアウタパネル１４の各前側フランジ同士１３ａ，１４ａ及び後側フランジ同士１３ｂ，１４ｂを重ね合わせて溶接することによって閉断面構造を有するフロントピラー７が構成される。

而して、閉断面構造を有するフロントピラー７は、図２に示すように、前側に位置する第１ピラー７Ａとその後方に位置する第２ピラー７Ｂとで構成されており、これらの第１ピラー７Ａと第２ピラー７Ｂの間に前記三角窓９が固設されている。つまり、フロントピラー７には三角窓用の開口が形成されており、三角窓用の開口でその前方側の第１ピラー７Ａと開口の後方となる第２ピラー７Ｂに分割され、三角窓用の開口の周縁にて、インナパネル１３とアウタパネル１４の各三角窓側フランジ同士１３ｃ，１４ｃを重ね合わせて溶接することによって第１ピラー７Ａと第２ピラー７Ｂの閉断面構造が構成される。尚、この各三角窓側フランジ同士１３ｃ，１４ｃを重ね合わせて溶接し単一面として形成されたフランジを利用して前記三角窓９が固設されている。

ところで、フロントピラー７の上部の第１ピラー７Ａと第２ピラー７Ｂとが交わる三叉路部分においては、軽量化とコストダウンのためにリーンフォースメント１５は、図４に示すように、第２ピラー７Ｂにまでは延びていない。このため、図６に示すように、フロントピラー７の三叉路におけるリーンフォースメント１５にはこのままでは従来と同様に（図１０参照）自由端１５ａが存在し、閉じ断面の不連続部分が存在することになる。

これに対して、フロントピラー７の三叉路部分以外の例えば第１ピラー７Ａにおいては、図５に示すようにインナパネル１３とアウタパネル１４及びリーンフォースメント１５によって閉断面構造が構成されており、この閉断面構造にはインナパネル１３とリーンフォースメント１５とで囲まれる閉断面Ｘ１が形成されている。尚、図示しないが、第２ピラー７Ｂにおいても、インナパネル１３とアウタパネル１４によって閉断面構造が構成されている。

又、第１ピラー７Ａと第２ピラー７Ｂが合流して前記ルーフサイドレール６（図１参照）に連なる部分においても、図７に示すように、インナパネル１３とアウタパネル１４及びリーンフォースメント１５によって閉断面構造が構成されており、この閉断面構造にはインナパネル１３とリーンフォースメント１５とで囲まれる閉断面Ｘ３が形成されている。

これに対して、フロントピラー７の第１ピラー７Ａと第２ピラー７Ｂとが合流する三叉路部分においては、図６に示すようにリーンフォースメント１５に自由端１５ａが形成され、そのままでは前述のようにリーンフォースメント１５がその本来の機能を発揮することができないため、本実施の形態では、図３及び図６に示すように、第２ピラー７Ｂの上端位置となるインナパネル１３にリーンフォースメント１５に向かって膨出する斜面状の結合面１３Ａ（図３において斜線を付した面）を設け、該結合面１３Ａによってインナパネル１３とリーンフォースメント１５の自由端１５ａとを結合する構成を採用している。この結果、フロントピラー７の三叉路部分においても、インナパネル１３とアウタパネル１４及びリーンフォースメント１５によって閉断面構造が構成され、この閉断面構造にはインナパネル１３とリーンフォースメント１５によって第１ピラー７Ａとルーフサイドレール６に亘って連続する閉断面Ｘ２が形成されている。ここで、互いに連続する第１ピラー７Ａにおける閉断面Ｘ１（図５参照）の断面積と三叉路部分における閉断面Ｘ２（図６参照）の断面積及び第１ピラー７Ａと第２ピラー７Ｂが合流した後の部分における閉断面Ｘ３（図７参照）の断面積はほぼ同じであって、これらの連続する閉断面Ｘ１〜Ｘ３には断面積が急変する箇所や閉じ断面の不連続部分が存在しない。尚、図６に示すように、本実施の形態ではインナパネル１３を２枚のパネルの接合構造としたが、該インナパネル１３を１枚のパネルで構成しても良い。

ところで、第２ピラー７Ｂの上端位置となるインナパネル１３に設けられた結合面１３Ａは、図６に示すように、第２ピラーの７Ｂのインナパネル１３とアウタパネル１４の三角窓側フランジ（三角窓の周縁フランジ）１３ｃ，１４ｃと後側フランジ１３ｂ，１４ｂとを結ぶ方向であって、且つ、第２ピラー７Ｂの上端位置を横断する方向に延設されている。そして、本実施の形態では、図６に示すように、第２ピラー７Ｂの車両の左右方向中心位置に対して該第２ピラー７Ｂのインナパネル１３とアウタパネル１４の三角窓側フランジ１３ｃ，１４ｃは車両外側に、後側フランジ１３ｂ，１４ｂは車両内側にそれぞれ配置されるとともに、これらの三角窓側フランジ１３ｃ，１４ｃと後側フランジ１３ｂ，１４ｂに連続する斜面に結合面１３Ａが形成されている。

以上のように、本実施の形態では、第２ピラー７Ｂの上端位置となるインナパネル１３に設けられた結合面１３Ａによって当該インナパネル１３とリーンフォースメント１５とを結合したため、閉じ断面を形成することができリーンフォースメント１５がその本来の機能を十分発揮することができ、このリーンフォースメント１５によってフロントピラー７の剛性が高められ、車両前方から加わる外力をフロントピラー７からルーフサイドレール６に伝達することができる。そして、第２ピラー７Ｂ上端位置のインナパネル１３とリーンフォースメント１５によって第１ピラー７Ａとルーフサイドレール６に亘って連続する閉断面構造を形成したため、閉断面構造の断面積の急変による応力集中を避けることができる。

従って、本発明によれば、フロントピラー７の剛性向上と応力集中の緩和によって該フロントピラー７の局部的な変形を防ぎ、フロントピラー７の衝撃吸収性能を高めることができるという効果が得られる。

又、本実施の形態では、インナパネル１３の結合面１３Ａを、第２ピラー７Ｂのインナパネル１３とアウタパネル１４の三角窓側フランジ１３ｃ，１４ｃと後側フランジ１３ｂ，１４ｂとを結ぶ方向であって、且つ、第２ピラー７Ｂ上端を横断する方向に延設したため、比較的長い結合面１３Ａを形成することができ、該結合面１３Ａによるインナパネル１３とリーンフォースメント１５とを複数箇所で結合することができ、その結合強度を高めることができる。そして、第２ピラー７Ｂの上端部に連続する閉断面構造を容易に形成することができ、応力集中がなくて力の伝達に有効な閉断面形状を実現することができる。

更に、本実施の形態によれば、第２ピラー７Ｂの車両の左右方向中心位置に対して該第２ピラー７Ｂのインナパネル１３とアウタパネル１４の三角窓側フランジ１３ｃ，１４ｃを車両外側に、後側フランジ１３ｂ，１４ｂを車両内側にそれぞれ配置するとともに、これらの三角窓側フランジ１３ｃ，１４ｃと後側フランジ１３ｂ，１４ｂに連続する斜面に結合面１３Ａを形成したため、第２ピラー７Ｂの上端位置においてインナパネル１３とリーンフォースメント１５との間に閉断面を容易に形成することができる。又、その閉断面を第１ピラー７Ａとルーフサイドレール６に断面積の大きな変化を生じることなく一層滑らかに連続させることができ、応力集中の生じない剛性の高いフロントピラー７を構成することができるという効果が得られる。

１ 車両
６ ルーフサイドレール
７ フロントピラー
７Ａ 第１ピラー
７Ｂ 第２ピラー
９ 三角窓
１３ インナパネル
１３Ａ インナパネルの結合面
１３ａ インナパネルの前側フランジ
１３ｂ インナパネルの後側フランジ
１３ｃ インナパネルの三角窓側フランジ
１４ アウタパネル
１４ａ アウタパネルの前側フランジ
１４ｂ アウタパネルの後側フランジ
１４ｃ アウタパネルの三角窓側フランジ
１５ リーンフォースメント
１５ａ リーンフォースメントの自由端
Ｘ１〜Ｘ３ 閉断面

Claims (3)

1. インナパネルとアウタパネル及びリーンフォースメントによって閉断面構造を有する車両のフロントピラーを前側に位置する第１ピラーとその後方に位置する第２ピラーとで構成し、これらの第１ピラーと第２ピラーの間に三角窓を配置した車両のフロントピラー上部構造であって、
   前記第２ピラーの上端位置となる前記インナパネルに結合面を設け、該結合面によって当該インナパネルと前記リーンフォースメントとを結合し、これらのインナパネルとリーンフォースメントによって前記第１ピラーとルーフサイドレールに亘って連続する閉断面構造を形成したことを特徴とする車両のフロントピラー上部構造。
2. 前記インナパネルの結合面を、前記第２ピラーの三角窓側フランジと後側フランジとを結ぶ方向であって、且つ、前記第２ピラーを横断する方向に延設したことを特徴とする請求項１記載の車両のフロントピラー上部構造。
3. 前記第２ピラーの車両の左右方向中心位置に対して該第２ピラーの三角窓側フランジを車両外側に、後側フランジを車両内側にそれぞれ配置するとともに、これらの三角窓側フランジと後側フランジに連続する斜面に前記結合面を形成したことを特徴とする請求項２記載の車両のフロントピラーの上部構造。
   

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