JP5354360B2 - 車両のフロントピラー下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の衝突時にタイヤを介して車体に加わる衝撃をフロントピラーの下部で吸収することができる車両のフロントピラー下部構造に関するものである。

フロントピラーの下端部を車両前方に突出させることができない車体構造においても、衝突時にタイヤを介して車体に加わる衝撃をフロントピラーの下部で吸収することができる車体下部構造として、特許文献１には、フロントピラーの車両外側部を構成するフロントピラーアウタパネルの車幅方向外側壁部の下部に下側ドアヒンジのフロントピラーへの取付部を取り付け、該取付部の前後方向中央部に車幅方向外側に向けて半円状に突出するビードを上下方向に沿って形成し、このビードと対向するフロントピラーアウタパネルの車幅方向外壁部にも別のビードを形成する構成が提案されている。

又、サイドシルアウタリーンフォースメントの外形が車幅方向に大きくなる近年の傾向において、フロントピラーの下端部とサイドシルアウタリーンフォースメント前部の構造の一例として、特許文献２には、サイドシルアウタリーンフォースメントの車幅方向内側部にバルクを車体前後方向に沿って配設し、該バルクの前壁部の車幅方向内側部と幅広部の車幅方向内側部とでフロントピラーアウタリーンフォースメントに形成した切欠部を塞ぐことによって、車両がオフセット衝突した際の衝撃荷重に耐え得る車体前部構造が提案されている。

特開平１０−００７０２０号公報 特開２０００−２１１５４９号公報

しかしながら、特許文献１において提案された構成では、ドアヒンジ部にもビードを設けて衝撃を吸収する構造を採用しているため、ドア開閉時のフロントピラーの剛性を確保することが困難であるとともに、ドアヒンジの形状も特殊であるために汎用性に乏しい上、車体側の部品についてもビードを複数箇所に形成するために成形性が悪いという問題がある。

又、特許文献２において提案された構成では、車両衝突時にタイヤを介して車体に加わる衝撃をフロントピラーの下部で吸収することが難しい上、フロントピラーアウタリーンフォースメントの成形性が悪く、パネル端をシールするための作業が煩雑になる等の問題がある。

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、車両の衝突時にタイヤを介して車体に加わる衝撃を簡単な構成によってフロントピラー下部で吸収することができる車両のフロントピラー下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、車体の両側下部に車両前後方向に配された左右一対のサイドシルの車幅方向外側部をサイドシルアウタリーンフォースメントで構成するとともに、その車幅方向内側にサイドシルインナパネルを配置し、各サイドシルの前端にフロントピラーを立設するとともに、該フロントピラーにフロントドアヒンジを取り付け、前記サイドシルの一部と前記フロントピラーのフロントピラーアウタリーンフォースメントをサイドボディアウタパネルで覆って成る車両のフロントピラー下部構造において、前記サイドシルアウタリーンフォースメントを車両前後方向に３分割して車両前方から順に第１、第２及び第３部品とし、これら第１、第２及び第３部品の強度をこの順に次第に高く設定するとともに、これらの部品を互いに接合一体化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、前記第１、第２及び第３部品の板厚をこの順に厚くし或いは材料強度を上げることによって、該第１、第２及び第３部品の強度をこの順に次第に高く設定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記第３部品の前端部の断面形状を車両前方に向かって絞るとともに、その前端を車両前後方向において前記フロントドアヒンジとオーバーラップする位置に配置したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記第３部品と前記第２部品及び前記サイドシルインナパネルをボルトで締結したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記第１部品を絞り加工品として前記サイドシルの前端面に部品の分割線が現れない構造としたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記サイドボディアウタパネルと前記フロントピラーアウタリーンフォースメントの各下端縁を前記サイドシルの上下方向略中央に揃えて合わせたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、サイドシルアウタリーンフォースメントを車両前後方向に３分割して車両前方から順に第１、第２及び第３部品とし、これら第１、第２及び第３部品の強度をこの順に次第に高く設定したため、車両衝突時の衝撃の大部分は車両最前端に位置して最も強度が低い第１部品の変形によって効果的に吸収することができ、第１部品において吸収し切れない衝撃は次の第２部品及び第３部品によって順次吸収されるため、車室の衝撃による変形を抑制することができる。又、第１、第２及び第３部品をその強度（板厚や材質）に合わせて成形性の良い形状に成形することができる。特に、強度の最も低い第１部品の加工性が良いため、これを例えばプレスによる深絞り成形によって袋状に容易に成形することができる。

請求項２記載の発明によれば、サイドシルアウタリーンフォースメントを構成する第１、第２及び第３部品の板厚をこの順に厚くし或いは材料強度を上げることによって、該第１、第２及び第３部品の強度をこの順に次第に高く設定することができる。

請求項３記載の発明によれば、第３部品の前端を開放することなく、その前端部の断面形状を車両前方に向かって絞るとともに、その前端を車両前後方向においてフロントドアヒンジとオーバーラップする位置に配置したため、該第３部品の強度と剛性が高められ、車両衝突時の衝撃に十分耐えることができるとともに、この第３部品によってフロントピラーの剛性が高められ、ドア開閉時にフロントドアヒンジに入力される衝撃に対してフロントピラーが変形する等の不具合が発生することがない。

請求項４記載の発明によれば、第３部品と第２部品及びサイドシルインナパネルをボルトで締結したため、サイドシルの剛性が高められて車両衝突時の該サイドシルの横断面形状の変形が抑制され、車両衝突時の衝撃に一層強固に耐えることができる。尚、第３部品と第２部品及びサイドシルインナパネルをスポット溶接すると、スポット溶接ガンを通すための大きな作業孔をダッシュサイドパネルに形成する必要があり、ダッシュサイドパネルの強度及び剛性の低下を招くが、三者をボルトで締結するとダッシュサイドパネルにボルト締付工具を通す程度の小さな作業孔を形成すれば良いため、ダッシュサイドパネルの強度や剛性の低下が問題になることがない。

請求項５記載の発明によれば、サイドシルアウタリーンフォースメントの第１部品を絞り加工品としてサイドシルの前端面に部品の分割線が現れない構造としたため、サイドシルの前端面のシーラーの塗布作業が不要となり、作業工数の削減とコストダウンを図ることができる。

請求項６記載の発明によれば、サイドボディアウタパネルとフロントピラーアウタリーンフォースメントをサイドシルの下端まで回り込む袋形状とせず、これらの各下端縁をサイドシルの上下方向略中央に揃えて合わせたため、サイドボディアウタパネルとフロントピラーアウタリーンフォースメントの成形性が高められるとともに、両者の合わせ部端末へのシーラー塗布の作業性が高められる。

又、サイドボディアウタパネルをサイドシルの下端まで回り込ませないため、その分だけ軽量化とコストダウンを図ることができるとともに、サイドシルアウタリーンフォースメントが車体の最外面となるために該サイドシルアウタリーンフォースメントの横断面を大きく取ってその剛性を高めることができる。

本発明に係るフロントピラー下部構造を示す車両前部の側面図である。 サイドシルアウタリーンフォースメントの３分割構造を示す部分斜視図である。 図２に示すサイドシルアウタリーンフォースメントにフロントピラーアウタリーンフォースメントを取り付けた状態を示す部分斜視図である。 図３に示すフロントピラーアウタリーンフォースメント及びサイドシルアウタリーンフォースメントにサイドボディアウタパネルを取り付けた状態を示す部分斜視図である。 フロントピラー下部の部分側面図である。 フロントピラー下部を車室側から見た部分側面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。 図６のＤ−Ｄ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下部構造を示す車両前部の側面図、図２はサイドシルアウタリーンフォースメントの３分割構造を示す部分斜視図、図３は図２に示すサイドシルアウタリーンフォースメントにフロントピラーアウタリーンフォースメントを取り付けた状態を示す部分斜視図、図４は図３に示すフロントピラーアウタリーンフォースメント及びサイドシルアウタリーンフォースメントにサイドボディアウタパネルを取り付けた状態を示す部分斜視図、図５はフロントピラー下部の部分側面図、図６は同フロントピラー下部を車室側から見た部分側面図、図７は図５のＡ−Ａ線断面図、図８は図５のＢ−Ｂ線断面図、図９は図６のＣ−Ｃ線断面図、図１０は図６のＤ−Ｄ線断面図である。

図１に示すように、車両１の両側下部には左右一対のサイドシル２が車両前後方向に配されており、車室３の前部であって、各サイドシル２の前端にはフロントピラー４が立設されており、各フロントピラー４の下部前方には回転可能な左右一対の各フロントタイヤ５が配設されている。そして、各フロントピラー４の上下にはフロントドアヒンジ７（ロア側のみ図示）が取り付けられており、これらのフロントドアヒンジ７（ロア側のみ図示）によって不図示のフロントサイドドアがフロントピラー４に開閉可能に取り付けられている。

ところで、左右一対の各サイドシル２の車幅方向外側部は、図７〜図１０に示すように、サイドシルアウタリーンフォースメント８で構成され、その車幅方向内側にはサイドシルインナパネル９が配置されており、各サイドシル２は、サイドシルアウタリーンフォースメント８とサイドシルインナパネル９によって閉断面構造として構成されている。そして、各サイドシル２の車幅方向内側に配された前記サイドシルインナパネル９には、車室３とその車両前方に形成された不図示のエンジンルームとを区画するダッシュパネル１０とその下方に配されたダッシュロアパネル１１の車幅方向端部がそれぞれスポット溶接されている。

而して、本実施の形態では、図２及び図８に示すように、前記サイドシルアウタリーンフォースメント８は、車両前後方向に３分割されて車両前方から順に第１部品８Ａ、第２部品８Ｂ及び第３部品８Ｃとされ、これらの第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃを互いにスポット溶接によって接合一体化して構成されている。そして、これらの第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃの強度は、この順に次第に高くなるよう設定されている。具体的には、第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃの板厚をこの順に次第に厚くし或いは材料強度を次第に上げることによって、該第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃの強度がこの順に次第に高くなるよう設定されている。

ここで、サイドシルアウタリーンフォースメント８を構成する第１部品８Ａは強度が最も低いため、その加工性が良く、これを例えばプレスによる深絞り成形によって袋状のガセットとして容易に成形するこができ、図８に示すように、その前端フランジ８ａがサイドシルインナパネル９の前端フランジ９ａにスポット溶接される。従って、サイドシル２（サイドシルアウタリーンフォースメント８）の前端面に部品の分割線が現れない構造とすることができる。

又、サイドシルアウタリーンフォースメント８においては、図８に示すように、第１部品８Ａの後端部を第２部品８Ｂの前端に外側から重ねるとともに、図７に示すように、第１部品８Ａの下フランジ８ｂを第２部品８Ｂの下フランジ８ｃと第３部品８Ｃの下フランジ８ｄ及びサイドシルインナパネル９の下フランジ９ｂに重ねてこれらをスポット溶接することによって、第１部品８Ａが第２部品８Ｂと第３部品８Ｃ及びサイドシルインナ９に接合一体化される。そして、図８に示すように、第２部品８Ｂの後端部を第３部品８Ｃの前端部に外側から重ねてスポット溶接するとともに、図９及び図１０に示すように、第２部品８Ｂの上フランジ８ｅを第３部品８Ｃの上フランジ８ｆとサイドシルインナパネル９の上フランジ９ｃに重ねてこれらをボルト１２と溶接ナット１３によって締結することによって、これらの第２部品８Ｂと第３部品８Ｃ及びサイドシルインナパネル９が接合一体化される。

ここで、溶接ナット１３は第２部品８Ｂの上フランジ８ｅに予め溶着されており、ダッシュサイドパネル１７のボルト１２に対向する部位には作業孔１７ａが形成されており、ボルト１２は作業孔１７ａから通されて不図示の工具によって溶接ナット１３に締め付けられる。尚、第２部品８Ｂの上フランジ８ｅと第３部品８Ｃの上フランジ８ｆ及びサイドシルインナパネル９の上フランジ９ｃをスポット溶接すると、不図示のスポット溶接ガンを通すための大きな作業孔をダッシュサイドパネル１７に形成する必要があり、ダッシュサイドバネル１７の強度及び剛性の低下を招くが、本実施の形態のように三者をボルト１２で締結するとダッシュサイドパネル１７にボルト１２を締め付ける工具を通す程度の小さな作業孔１７ａを形成すれば良く、ダッシュサイドパネル１７の強度及び剛性の低下が問題となることがない。

ところで、図８に示すように、サイドシルアウタリーンフォースメント８の第３部品８Ｃの前端部の断面形状は車両前方に向かって絞られる（言い換えると、第３部品８Ｃの車両前後方向から見た断面形状である略ハット断面形状の車幅方向の深さが車両前方に行くに従って浅くなり、前端でゼロになる絞り形状とする）とともに、その前端は図５に示すように車両前後方向において前記フロントドアヒンジ７とオーバーラップする位置に配置され、サイドシルアウタリーンフォースメント８の第２部品８Ｂの前端位置と揃えて配置されている。

以上のように第１部品８Ａと第２部品８Ｂ及び第３部品８Ｃを接合一対化することによって、図２及び図８に示すサイドシルアウタリーンフォースメント８が構成されるが、図３及び図７〜図１０に示すように、サイドシルアウタリーンフォースメント８の一部はフロントピラー４のフロントピラーアウタリーンフォースメント１４によって外側から当てられてスポット溶接され、図４及び図７〜図１０に示すように、フロントピラーアウタリーンフォースメント１４の外側はフロントピラー４の車幅方向外側部を構成するサイドボディアウタパネル１５が外側から重ねられてスポット溶接されている。具体的には、フロントピラー４のフロントピラーアウタリーンフォースメント１４とサイドボディアウタパネル１５は、図８及び図１０に示すように、その前端フランジ１４ａ，１５ａがサイドシルインナパネル９の前端フランジ９ａに外側から重ねられてスポット溶接され、図７及び図９に示すように、その下端縁はサイドシルアウタリーンフォースメント８の上下方向略中央に揃えて合わせられ、その部分がスポット溶接されるとともに、それらの端末部にはシーラー１６が塗布されている。

而して、本実施の形態では、サイドシルアウタリーンフォースメント８を車両前後方向に３分割して車両前方から順に第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃとし、これらの第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃの強度をこの順に次第に高く設定したため、車両衝突時の衝撃の大部分は車両最前端に位置して最も強度が低い第１部品８Ａ（図５及び図８に示す長さＬの部分）の変形によって効果的に吸収される。そして、第１部品８Ａにおいて吸収し切れない衝撃は次の第２部品８Ｂ及び第３部品８Ｃによって順次吸収されるため、衝撃による車室３の変形が抑制される。

又、サイドシルアウタリーンフォースメント８の第１、第２及び第３部品８Ａ，８Ｂ，８Ｃをその強度（板厚や材質）に合わせて成形性の良い形状に成形することができる。特に、強度の最も低い第１部品８Ａの加工性が良いため、これを例えばプレスによる深絞り成形によって袋状に容易に成形することができる。

そして、本実施の形態では、サイドシルアウタリーンフォースメント８の第３部品８Ｃの前端を開放することなく、その前端部の断面形状を車両前方に向かって絞るとともに、その前端を車両前後方向においてフロントドアヒンジ７とオーバーラップする位置に配置しサイドシルアウタリーンフォースメント８の第２部品８Ｂの前端位置と揃えて配置したため、該第３部品８Ｃの強度と剛性が高められ、車両衝突時の衝撃に十分耐えることができるとともに、この第３部品８Ｃによってフロントピラー４の剛性が高められ、ドア開閉時にフロントドアヒンジ７（ロア側のみ図示）に入力される衝撃に対してフロントピラー４が変形する等の不具合が発生することがない。

又、本実施の形態では、サイドシルアウタリーンフォースメント８の第３部品８Ｃの前端部付近にてサイドシルアウタリーンフォースメント８の第２部品８Ｂと第３部品８Ｃ及びサイドシルインナパネル９をボルト１２で締結したため、サイドシル２の剛性が高められて車両衝突時の該サイドシル２の横断面形状の変形が抑制され、車両衝突時の衝撃に一層強固に耐えることができる。尚、横断面とは車両前後方向から見た断面のことである。

更に、本実施の形態では、サイドシルアウタリーンフォースメント８の第１部品８Ａを絞り加工品としてサイドシル２（サイドシルアウタリーンフォースメント８）の前端面に部品の分割線が現れない構造としたため、サイドシル２の前端面のシーラーの塗布作業が不要となり、作業工数の削減とコストダウンを図ることができる。

そして、本実施の形態では、サイドボディアウタパネル１５とフロントピラーアウタリーンフォースメント１４をサイドシル２（サイドシルアウタリーンフォースメント８）の下端まで回り込む袋形状とせず、これらの各下端縁をサイドシル２（サイドシルアウタリーンフォースメント８）の上下方向略中央に揃えて合わせたため、サイドボディアウタパネル１５とフロントピラーアウタリーンフォースメント１４の成形性が高められるとともに、両者の合わせ部端末へのシーラー１６の塗布作業が容易化して作業性が高められる。

又、サイドボディアウタパネル１５をサイドシル２の下端まで回り込ませないため、その分だけ軽量化とコストダウンを図ることができるとともに、サイドシルアウタリーンフォースメント８が車体の最外面となるために該サイドシルアウタリーンフォースメント８の横断面を大きく取ってその剛性を高めることができるという効果も得られる。

１ 車両
２ サイドシル
３ 車室
４ フロントピラー
５ フロントタイヤ
７ フロントドアヒンジ
８ サイドシルアウタリーンフォースメント
８Ａ サイドシルアウタリーンフォースメントの第１部品
８Ｂ サイドシルアウタリーンフォースメントの第２部品
８Ｃ サイドシルアウタリーンフォースメントの第３部品
８ａ 第１部品の前端フランジ
８ｂ 第１部品の下フランジ
８ｃ 第２部品の下フランジ
８ｄ 第３部品の下フランジ
８ｅ 第２部品の上フランジ
８ｆ 第３部品の上フランジ
９ サイドシルインナパネル
９ａ サイドシルインナパネルの前端フランジ
９ｂ サイドシルインナパネルの下フランジ
９ｃ サイドシルインナパネルの上フランジ
１０ ダッシュパネル
１１ ダッシュロアパネル
１２ ボルト
１３ 溶接ナット
１４ フロントピラーアウタリーンフォースメント
１４ａ フロントピラーアウタリーンフォースメントの前端フランジ
１５ サイドボディアウタパネル
１５ａ サイドボディアウタパネルの前端フランジ
１６ シーラー
１７ ダッシュサイドパネル
１７ａ ダッシュサイドパネルの作業孔

Claims (6)

1. 車体の両側下部に車両前後方向に配された左右一対のサイドシルの車幅方向外側部をサイドシルアウタリーンフォースメントで構成するとともに、その車幅方向内側にサイドシルインナパネルを配置し、各サイドシルの前端にフロントピラーを立設するとともに、該フロントピラーにフロントドアヒンジを取り付け、前記サイドシルの一部と前記フロントピラーのフロントピラーアウタリーンフォースメントをサイドボディアウタパネルで覆って成る車両のフロントピラー下部構造において、
   前記サイドシルアウタリーンフォースメントを車両前後方向に３分割して車両前方から順に第１、第２及び第３部品とし、これら第１、第２及び第３部品の強度をこの順に次第に高く設定するとともに、これらの部品を互いに接合一体化したことを特徴とする車両のフロントピラー下部構造。
2. 前記第１、第２及び第３部品の板厚をこの順に厚くし或いは材料強度を上げることによって、該第１、第２及び第３部品の強度をこの順に次第に高く設定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下部構造。
3. 前記第３部品の前端部の断面形状を車両前方に向かって絞るとともに、その前端を車両前後方向において前記フロントドアヒンジとオーバーラップする位置に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両のフロントピラー下部構造。
4. 前記第３部品と前記第２部品及び前記サイドシルインナパネルをボルトで締結したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両のフロントピラー下部構造。
5. 前記第１部品を絞り加工品として前記サイドシルの前端面に部品の分割線が現れない構造としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車両のフロントピラー下部構造。
6. 前記サイドボディアウタパネルと前記フロントピラーアウタリーンフォースメントの各下端縁を前記サイドシルの上下方向略中央に揃えて合わせたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の車両のフロントピラー下部構造。

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