JP2014162361A - 車両用フロントピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前方および後方の２本のフロントピラーを備える車両において、乗員の視認性を確保しながら前面衝突による衝撃に対して乗員をより確実に保護可能な車両用フロントピラー構造を提供。
【解決手段】車両用フロントピラー構造は、前方フロントピラー１２０および後方フロントピラー１３０と、それらの下端から下方に連続するフロントピラー下パネル１４０Ａと、フロントピラー下パネル１４０Ａに車両前面からの力を第１の固定点１６２を介してフロントピラー下パネル１４０Ａに伝達するカウルサイドメンバ１５０とを備え、後方フロントピラー１３０の下端１８４から第１の固定点１６２までの距離Ｄ１は、前方フロントピラーの下端１８６から第１および第２の固定点１６２、１６４それぞれまでの距離Ｄ２、Ｄ３のいずれよりも短く、前方フロントピラー１２０の断面積は、後方フロントピラー１３０の断面積より小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のフロントドア用開口の前方に前後方向に間隔をおいて配置された前方フロントピラーおよび後方フロントピラーを備える車両用フロントピラー構造に関するものである。

例えば特許文献１には、傾斜枠部と垂直枠部という２本のフロントピラーで囲まれた三角窓を有する三角窓付車両のフロントピラー構造が開示されている。特許文献１によれば、前方のフロントピラーである傾斜枠部は、後方のフロントピラーである垂直枠部よりも太くなっている。

特開２００３−２３７６２２号公報

特許文献１で前方のフロントピラーを太くしているのは、剛性を確保して前面衝突の衝撃に対する耐性を高めるためである。しかしそうした場合、乗員から見た斜め前方の視認性が低下する。一方、前方のフロントピラーを細くすれば、剛性が低下し、前面衝突の際の衝撃に耐えられないおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、前方および後方の２本のフロントピラーを備える車両において、乗員から見た斜め前方の視認性を確保しながら、前面衝突による衝撃に対して乗員をより確実に保護可能な車両用フロントピラー構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用フロントピラー構造は、車両のフロントドア用開口の前方に前後方向に間隔をおいて配置された前方フロントピラーおよび後方フロントピラーを備える車両用フロントピラー構造において、前方フロントピラーおよび後方フロントピラーの下端から下方に連続する車両側面を構成するフロントピラー下パネルと、フロントピラー下パネルに１つ以上の固定点で固定され車両前面からの力を１つ以上の固定点を介してフロントピラー下パネルに伝達するカウルサイドメンバとをさらに備え、１つ以上の固定点は、後方フロントピラーの下端に最も近接した第１の固定点を含み、後方フロントピラーの下端から第１の固定点までの距離は、前方フロントピラーの下端から１つ以上の固定点それぞれまでの距離のいずれよりも短く、前方フロントピラーの断面積は、後方フロントピラーの断面積より小さいことを特徴とする。

上記の構成によれば、後方フロントピラーよりも前方フロントピラーのほうが細いため、乗員から見た斜め前方の視認性が向上する。しかし細くした分、前方フロントピラーの剛性は、後方フロントピラーのそれに比較して低下する。

そこで本発明では、上述のように、後方フロントピラーの下端までの距離が、前方フロントピラーの下端までのどの距離よりも短い第１の固定点を設けた。したがって、前方または後方フロントピラーのうち、前面衝突時に車両前面から到来する力が直接伝達されるのは、第１の固定点に近接した、相対的に大きな断面積を有する後方フロントピラーである。

本発明では、このように積極的に後方フロントピラーに衝突のエネルギーを流す構造にすることによって、前方フロントピラーに極力負担をかけないこととしている。

本発明による車両用フロントピラー構造は、上記の後方フロントピラーの下端からセンタピラーまでフロントドアのベルトラインに沿って差し渡されるフロントドアアウタリンフォースをさらに備えるとよい。

上記の構成によれば、前面衝突時のエネルギーの一部を、カウルサイドメンバを介してフロントドアのベルトラインにも分散可能だからである。この分散されたエネルギーは、センタピラーを介してさらに車体後方へ分散可能である。

上記の前方フロントピラーの下端は、フロントピラー下パネルの車両内側に位置するダッシュサイドパネルに溶接されているとよい。

上記の構成によれば、前方フロントピラーの下端はダッシュサイドパネルに溶接されているから、この溶接点に後方への力がかかることとなる。すると前面衝突時に溶接点が回転中心となって前方フロントピラーは上方が前方に向かう向きに、若干の回転をすることとなる。これにより車体の後方への移動を防ぐことができる。

上記の前方フロントピラーの上部は、後方フロントピラーよりも脆弱であるとよい。これにより、前方フロントピラー上部で変形が起こり易くなり、車体の後方への移動を防ぐことができるからである。

本発明によれば、前方および後方の２本のフロントピラーを備える車両において、乗員から見た斜め前方の視認性を確保しながら、前面衝突による衝撃に対して乗員をより確実に保護可能な車両用フロントピラー構造を提供することができる。

本発明による車両用フロントピラー構造の実施形態を適用した車両の斜視図である。 図１の車両の内部構造を示す透視図である。 図２の一部拡大図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図２を車内側から見た図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（前方フロントピラーおよび後方フロントピラー）
図１は、本発明による車両用フロントピラー構造の実施形態を適用した車両１００の斜視図である。車両用フロントピラー構造は車両１００の両側に設けられているが、それらは左右対称であるため、以下、車両右側の車両用フロントピラー構造について説明する。図１に最も明確に示すように、前方フロントピラー１２０の断面積は、後方フロントピラー１３０の断面積より小さいことが、本実施形態の大きな特徴である。これにより、運転席に座った乗員（図示省略）から見た斜め前方の視認性が明らかに向上する。

図２は、図１の車両１００の内部構造を示す透視図である。図１の車両１００からフロントドア１０２、フェンダパネル１０４、フロントフード１０６およびフロントバンパ１０８を除去したものが図２である。図２に示すように、車両用フロントピラー構造は、前方フロントピラー１２０および後方フロントピラー１３０を備え、これらはフロントドア用開口１１０の前方に前後方向に間隔をおいて配置されている。

前方フロントピラー１２０および後方フロントピラー１３０は、いずれも、後方へゆくほど上昇するよう傾斜している。２本のフロントピラー１２０、１３０と、フロントピラー１２０、１３０それぞれの上端、下端を結ぶ上辺、下辺で囲まれた四辺形部分には、開閉不能なフロントピラーガラス１３２（図１参照）が取り付けられる。

車両用フロントピラー構造は、フロントピラー下パネル１４０Ａをさらに備え、これは、前方フロントピラー１２０および後方フロントピラー１３０の下端から下方に連続する車両側面を構成している。本実施形態では便宜上、前方フロントピラー１２０、後方フロントピラー１３０およびフロントピラー下パネル１４０Ａを別々の参照符号で指示している。しかし図２に示す前方フロントピラー１２０、後方フロントピラー１３０およびフロントピラー下パネル１４０Ａは、実際にはすべて、１枚のサイドボディアウタパネル１４０で構成されている。すなわち、フロントピラー下パネル１４０Ａは、サイドボディアウタパネル１４０の一部である。

（カウルサイドメンバ）
図３は図２の一部拡大図であり、図２の領域１６０を拡大して示している。車両用フロントピラー構造は、カウルサイドメンバ１５０をさらに備え、これは、フロントピラー下パネル１４０Ａに１つ以上の固定点で固定されている。本実施形態では、固定点は２つあり、それらは第１の固定点１６２および第２の固定点１６４である。なおカウルサイドメンバ１５０には補強材であるカウルサイドメンバリンフォース１６６が取り付けられている。カウルサイドメンバ１５０は、第１の固定点１６２および第２の固定点１６４において、カウルサイドメンバリンフォース１６６ともども、フロントピラー下パネル１４０Ａに固定されている。

図２に示すように、カウルサイドメンバ１５０は、後方へゆくほど上昇する形状を有し、後方フロントピラー１３０の下端に向かって終端している。カウルサイドメンバ１５０は、前半部分では、その内側に位置するカウルサイドパネル１６８とともに閉断面（図示省略）を構成し、後半部分ではフロントピラー下パネル１４０Ａとともに閉断面１８８（図５）を構成する。

かかる閉断面を構成し、カウルサイドメンバリンフォース１６６によって補強もされているカウルサイドメンバ１５０の剛性は高い。よって、カウルサイドメンバ１５０は、前面衝突が生じて車両前面のランプサポート１７０およびエプロン１７２を通って到来する力を後方に伝達する。すなわち、カウルサイドメンバ１５０は、第１の固定点１６２、第２の固定点１６４を介して、フロントピラー下パネル１４０Ａに、その力を伝達する。

（第１の固定点）
図４は図３のＡ−Ａ断面図である。第１の固定点１６２は、カウルサイドメンバ１５０の後端上部に位置する固定点である。第１の固定点１６２では、外側から順に、カウルサイドメンバリンフォース１６６、カウルサイドメンバ１５０、フロントピラー下パネル１４０Ａ（サイドボディアウタパネル１４０）およびヒンジピラーフロントリンフォース１７６が重なっていて、これらがボルト１７４によってボルト締めされている。なお、さらに車内側には、スペーサ１７８による間隙を介してダッシュサイドパネル１８０が配置されている。

図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。第２の固定点１６４は、第１の固定点１６２よりも前方の下方に位置する。第２の固定点１６４でも、外側から順に、カウルサイドメンバリンフォース１６６、カウルサイドメンバ１５０、フロントピラー下パネル１４０Ａ（サイドボディアウタパネル１４０）およびヒンジピラーフロントリンフォース１７６が重なっていて、これらがボルト１８２によってボルト締めされている。

図３に示すように、第１の固定点１６２は、後方フロントピラー１３０の下端１８４に最も近接している。後方フロントピラー１３０の下端１８４から第１の固定点１６２までの距離Ｄ１は、前方フロントピラー１２０の下端１８６から第１の固定点１６２・第２の固定点１６４それぞれまでの距離Ｄ２・Ｄ３のいずれよりも短い。

（視認性と衝撃力耐性との両立）
図１を用いて既に説明したように、本実施形態によれば、後方フロントピラー１３０よりも細くした前方フロントピラー１２０によって、運転席に座った乗員（図示省略）から見た斜め前方の視認性は向上している。しかし細くした分、前方フロントピラー１２０の剛性は、後方フロントピラー１３０のそれに比較して低下する。

そこで本実施形態では、図３に示したように、後方フロントピラー１３０までの距離Ｄ１が、前方フロントピラー１２０までの距離Ｄ２・Ｄ３のいずれよりも短い第１の固定点１６２を設けた。したがって、前方または後方フロントピラー１２０・１３０のうち、前面衝突時に車両前面から到来する力が直接伝達されるのは、第１の固定点１６２に近接した、相対的に大きな断面積を有する後方フロントピラー１３０である。本実施形態では、このように積極的に後方フロントピラー１３０に衝突のエネルギーを流す構造を採用することによって、視認性のために細くした前方フロントピラー１２０に極力負担をかけないようにしている。

なお本実施形態におけるカウルサイドメンバ１５０は、既に図２に示して説明したように、後方へゆくほど上昇する形状を有する。この形状は、後方フロントピラーの下端１８４に近接した第１の固定点１６２を設けるうえで望ましい形状ではあるが、必須ではない。すなわち、Ｄ１＜Ｄ２かつＤ１＜Ｄ３という条件を満たしていれば、カウルサイドメンバ１５０の形状はどのようなものでもよい。

（フロントドアアウタリンフォース）
図１および図２に示すように、本実施形態による車両用フロントピラー構造は、フロントドアアウタリンフォース１９２をさらに備えている。これは、上記の後方フロントピラー１３０の下端１８４からセンタピラー１９０までフロントドア１０２のベルトラインに沿って差し渡されている。なおフロントドアアウタリンフォース１９２等のフロントドア１０２の裏側に配置されている要素は、外側からは見えないため、図１では破線で示している。またフロントドア１０２が図示省略されている図２では、フロントドアアウタリンフォース１９２等は仮想的な要素となるので、二点鎖線で示している。

上記の構成によれば、前面衝突時のエネルギーの一部を、図２のカウルサイドメンバ１５０を介してフロントドア１０２のベルトラインに沿ったフロントドアアウタリンフォース１９２に伝達可能である。このエネルギーはセンタピラー１９０を介してさらに車体後方へ分散可能である。

本実施形態では、図２のカウルサイドメンバ１５０の後端下部の後方には、さらにフロントドアアウタセンタリンフォース１９４が配置されている。フロントドアアウタセンタリンフォース１９４の下方には、さらにフロントドアビームパイプ１９６が配置されている。要素１９４、１９６によっても、フロントドアアウタリンフォース１９２ほど直接的ではないものの、前面衝突時のエネルギーの一部を、センタピラー１９０を介してさらに車体後方へ分散可能である。

（前方フロントピラーの下端の溶接点）
図６は図３のＣ−Ｃ断面図である。図６に示すように、前方フロントピラー１２０の下端１８６は、フロントピラー下パネル１４０Ａの車両内側に位置するダッシュサイドパネル１８０に溶接されている。

図６に示す通り、カウルサイドメンバ１５０が構成する閉断面１８８から前方フロントピラー１２０の下端１８６までは、若干の距離がある。このように閉断面１８８から離れた前方フロントピラーの下端１８６を溶接点として、外側から順に、フロントピラー下パネル１４０Ａ（サイドボディアウタパネル１４０）、フロントピラーインナフロントパネル１９８、ダッシュサイドパネル１８０が溶接されている。フロントピラーインナフロントパネル１９８は、サイドボディアウタパネル１４０に車内側から重なって閉断面を形成することにより、前方フロントピラー１２０を構成するパネルである。

なおヒンジピラーフロントリンフォース１７６は、フロントピラー下パネル１４０Ａとフロントピラーインナフロントパネル１９８との間に配置されているが、溶接点１８６周辺では開口となっているため、溶接はされていない。

上記の構成によれば、前方フロントピラー１２０の下端１８６はダッシュサイドパネル１８０に溶接されているから、この前方フロントピラー１２０の下端（溶接点）１８６に後方への力がかかることとなる。すると図２に示すように、前面衝突時に溶接点１８６が回転中心となって、前方フロントピラー１２０は上部が前方に向かう矢印２００の向きに、若干の回転をすることとなる。かかる変形によって衝撃力が吸収されるため、車体の後方への移動を防ぐことができる。なお、溶接点１８６の周辺、特に上方は図３、図５および図６に示すように、車幅方向内側に凹となっているので、変形が起こりやすい。

（前方フロントピラーの上部の脆弱性）
図７は図２を車内側から見た図である。図７（ａ）は、ダッシュサイドパネル１８０を図示省略して、ヒンジピラーフロントリンフォース１７６を示した図であり、図７（ｂ）は、ヒンジピラーフロントリンフォース１７６、フロントピラーインナフロントパネル１９８、フロントピラーインナリアパネル２０２等を図示省略した図である。

図７（ａ）のヒンジピラーフロントリンフォース１７６の上端は、フロントピラーガラス１３２（図１）の窓枠、すなわち前方フロントピラー１２０と後方フロントピラー１３０とを含む平行四辺形に近い形状の窓枠の下辺を構成する。ヒンジピラーフロントリンフォース１７６の上端が構成する窓枠縁のフランジ（図示省略）に、車幅方向内側からフロントピラーインナリアパネル２０２が溶接される。フロントピラーインナリアパネル２０２は、窓枠の下辺および後辺（後方フロントピラー１３０の一部）を構成する。

また、窓枠の前辺（前方フロントピラー１２０の一部）の車幅方向内側には、フロントピラーインナフロントパネル１９８が配置される。

後方フロントピラー１３０は、図７（ａ）に示す車両内側のフロントピラーインナリアパネル２０２と、図７（ｂ）に示す車両外側のサイドボディアウタパネル１４０とで構成されていて、これらのパネル２０２、１４０で形成された閉断面を有する。この閉断面内には、図７（ｂ）に示すように、上端から下端にわたって、補強部材として、フロントピラーリンフォース２０４が配置されている。これによって後方フロントピラー１３０の剛性は向上している。

一方、図７（ａ）に示すように、前方フロントピラー１２０の上部には、そのような補強部材が配置されていず、下部に、図７（ｂ）に示すように、フロントピラーインナフロントリンフォース２０６が取り付けられているだけである。このように、前方フロントピラー１２０の上部では、フロントピラーインナフロントパネル１９８およびサイドボディアウタパネル１４０だけで閉断面が形成されていて、そこには何ら補強部材が取り付けられていない。

このように、本実施形態によれば、前方フロントピラー１２０の上部は、後方フロントピラー１３０よりも脆弱である。そのため、前方フロントピラー１２０の上部では変形が起こり易くなっている。かかる変形によって衝撃力が吸収されるため、車体の後方への移動を防ぐことができる。

なお、前方フロントピラーの下端１８６はインストルメントパネル（図示省略）の前端部に位置し、乗員の居住空間に位置するものではないため、多少変形しても乗員へ影響を及ぼすことがない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両のフロントドア用開口の前方に前後方向に間隔をおいて配置された前方フロントピラーおよび後方フロントピラーを備える車両用フロントピラー構造に利用することができる。

１０４ …フェンダパネル、１０６ …フロントフード、１０８ …フロントバンパ、１１０ …フロントドア用開口、１２０ …前方フロントピラー、１３０ …後方フロントピラー、１３２ …フロントピラーガラス、１４０ …サイドボディアウタパネル、１４０Ａ …フロントピラー下パネル、１５０ …カウルサイドメンバ、１６２ …第１の固定点、１６４ …第２の固定点、１６６ …カウルサイドメンバリンフォース、１６８ …カウルサイドパネル、１７０ …ランプサポート、１７２ …エプロン、１７４、１８２ …ボルト、１７６ …ヒンジピラーフロントリンフォース、１７８ …スペーサ、１８０ …ダッシュサイドパネル、１８４ …後方フロントピラーの下端、１８６ …前方フロントピラーの下端（溶接点）、１８８ …閉断面、１９０ …センタピラー、１９２ …フロントドアアウタリンフォース、１９４ …フロントドアアウタセンタリンフォース、１９６ …フロントドアビームパイプ、１９８ …フロントピラーインナフロントパネル、２０２ …フロントピラーインナリアパネル、２０４ …フロントピラーリンフォース、２０６ …フロントピラーインナフロントリンフォース

Claims (4)

1. 車両のフロントドア用開口の前方に前後方向に間隔をおいて配置された前方フロントピラーおよび後方フロントピラーを備える車両用フロントピラー構造において、
   前記前方フロントピラーおよび後方フロントピラーの下端から下方に連続する車両側面を構成するフロントピラー下パネルと、
   前記フロントピラー下パネルに１つ以上の固定点で固定され車両前面からの力を該１つ以上の固定点を介して該フロントピラー下パネルに伝達するカウルサイドメンバとをさらに備え、
   前記１つ以上の固定点は、前記後方フロントピラーの下端に最も近接した第１の固定点を含み、該後方フロントピラーの下端から第１の固定点までの距離は、前記前方フロントピラーの下端から前記１つ以上の固定点それぞれまでの距離のいずれよりも短く、
   前記前方フロントピラーの断面積は、前記後方フロントピラーの断面積より小さいことを特徴とする車両用フロントピラー構造。
2. 前記後方フロントピラーの下端からセンタピラーまで前記フロントドアのベルトラインに沿って差し渡されるフロントドアアウタリンフォースをさらに備えることを特徴とする車両用フロントピラー構造。
3. 前記前方フロントピラーの下端は、前記フロントピラー下パネルの車両内側に位置するダッシュサイドパネルに溶接されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用フロントピラー構造。
4. 前記前方フロントピラーの上部は、前記後方フロントピラーよりも脆弱であることを特徴とする請求項３に記載の車両用フロントピラー構造。

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