JP5702127B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両衝突時の入力をアッパメンバからフロントピラー内に配設されたバルクヘッドを介して車体後方に伝達するようにした自動車の前部車体構造に関する。

自動車においては、車両衝突時の衝撃力により車室が大きく変形するのを回避する構造を採用している。例えば、特許文献１では、フロントピラー内にバルクヘッドを配置するとともに、該バルクヘッドの前側，外側及び後側を囲むようにハット形状のリインホースを配置することにより、衝突エネルギーに対するフロントピラー全体の変形を防止するようにしている。また、特許文献２では、フロントピラー内の後側部分にハット形状のリインホースを配置し、該フロントピラーの前側部分を圧縮変形させることで衝突エネルギーを吸収するようにしている。

特許第４４５９６７５号公報 特許第３２２８１２４号公報

ところで、前記特許文献１のように、バルクヘッドとこれを囲むように配置されたリインホースとでフロントピラーの剛性を高める構造とした場合には、フロントピラー全体の重量及びコストアップにつながることから、軽量化，低コストが望まれる小型車には採用し難い構造である。

また、前記特許文献２のように、フロントピラーの前側部分を圧縮変形させることで衝突エネルギーを吸収する構造とした場合には、フロントピラーの前側部分にエネルギー吸収スペースを設ける必要があり、フロントピラー内のスペースに制約がある小型車には採用し難い構造である。また吸収できなかった衝突エネルギーを車体後方に伝達するコントロールができないという懸念がある。そこで、スペースの制約を受けることなく、かつ軽量化，低コスト化を図りつつ、衝突エネルギーの吸収及び車体後方への伝達の両方を確実に行なえる最適な構造の検討が要請されている。

本発明は、前記従来の実情に鑑みてなされたもので、軽量化，低コスト化を図りつつ、衝突エネルギーの吸収機能と車体後方への伝達機能とを両立できる自動車の前部車体構造を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、車両上下方向に延びるフロントピラーと、該フロントピラーに車両前方に延びるよう配設されたアッパメンバと、該アッパメンバにその少なくとも一部が車両前後方向に重なるように前記フロントピラー内に配設されたバルクヘッドとを備え、車両衝突時の入力を前記アッパメンバからバルクヘッドを介して車体後方に伝達するようにした自動車の前部車体構造であって。
前記フロントピラー内には、少なくとも前記バルクヘッドの車両後側の領域を覆う後側壁部と、該後側壁部に続いて前記バルクヘッドの車両外側に屈曲して延び、該バルクヘッドの前後方向中途部までの領域を覆う外側壁部とを有するピラーリインホースが配設されており、
前記フロントピラーは、ピラーインナパネルとピラーアウタパネルとの前フランジ部同士及び後フランジ部同士を結合してなる閉断面構造を有し、
前記フロントピラーの前フランジ部には、車幅方向に延びるカウルパネルの外フランジ部が結合され、
前記カウルパネル内には、前記外フランジ部の近傍に位置するカウルバルクヘッドが設けられ、該カウルバルクヘッドは、少なくとも前記カウルパネルの前壁及び後壁に架け渡して結合された前,後板部と、前記アッパメンバのインナパネルに結合された外板部とからなる平面視コ字形状の縦板部を有することを特徴としている。

請求項１の発明に係る前部車体構造によれば、フロントピラー内に、バルクヘッドの車両後側の領域を覆う後側壁部と、該後側壁部に続いてバルクヘッドの車両外側の前後方向中途部まで覆う外側壁部とを有するピラーリインホースを配設したので、該ピラーリインホースによりフロントピラー内には、バルクヘッドの前側領域の剛性が後側領域の剛性より低くなるという剛性差が生じることとなる。その結果、車両衝突時の入力によりバルクヘッドとともにフロントピラー全体がねじり変形を起こし、このねじり変形によって衝突エネルギーが吸収される。このねじり変形により吸収されなかった衝突エネルギーは、バルクヘッドからピラーリインホースを介して車体後方に伝達される。これによりエネルギー吸収機能と、荷重伝達機能とを両立させることができる。

このように本発明では、バルクヘッドの後側と車外後側部分とを覆うピラーリインホースを配設するという必要最小限の補強でもって、前記エネルギー吸収機能と荷重伝達機能を両立させることができる。これにより、フロントピラーの前部にエネルギー吸収スペースを設ける必要がなく、フロントピラー内のスペースに制約がある小型車への採用が可能となる。またフロントピラーの重量，コストの低減が可能となり、ひいては小型車における軽量化，低コスト化の要請に応えることができる。

請求項１の発明では、フロントピラーの前フランジ部にカウルパネルの外フランジ部を結合し、該カウルパネル内に外フランジ部の近傍に位置するようカウルバルクヘッドを配設し、該カウルバルクヘッドを前記カウルパネルの前壁及び後壁に架け渡して結合するとともに、前記アッパメンバのインナパネルに結合したので、車両衝突時の入力をカウルバルクヘッドからフロントピラーのバルクヘッドを介して車体後方に効率よく伝達することができ、エネルギー吸収機能及び荷重伝達機能の両方をより高めることができる。即ち、前記フロントピラーが車内側にねじり変形するとともに、前，外フランジ部が折れ変形することにより、カウルバルクヘッドとフロントピラーのバルクヘッドとが車両前後方向にラップすることとなる。これにより、入力がカウルバルクヘッドを介してフロントピラーに伝達されるという、新たな荷重伝達経路が形成されることとなり、衝突エネルギーの吸収，伝達効率をより一層高めることができる。

本発明の実施例１による自動車の前部車体の側面図である。 前記前部車体の断面図（図１のII-II線断面図）である。 前記前部車体の断面図（図１のIII-III線断面図）である。 前記前部車体の分解斜視図である。 前記前部車体の変形モードの模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図４は、本発明の実施例１による自動車の前部車体構造を説明するための図である。

図において、１は自動車の前部車体を示している。この前部車体１は、車両上下方向に延びる左，右のフロントピラー２，２と、該左，右のフロントピラー２に車両前方に延びるよう配設されたアッパメンバ３，３と、該左，右のアッパメンバ３の間に配設された車幅方向に延びるカウルパネル４とを備えている。

前記左，右のフロントピラー２の上端部，下端部には、それぞれ車両前後方向に延びるルーフレール７，ロッカパネル８の前端部が結合されている。このフロントピラー２，ルーフレール７，ロッカパネル８によりフロントドア開口１ａが形成されており、該フロンドドア開口１ａには不図示のフロントドアが配設されている。

前記フロントドア内には、ベルトラインに沿って車両前後方向に延びるベルトラインリインホース１０が配設されている（図１）。このベルトラインリインホース１０は、荷重伝達部材として機能し、車両前後方向に見たとき、前記アッパメンバ３にフロントピラー２を挟んで対向するように配置されている。

前記左，右のフロントピラー２は、断面ハット形状のピラーアウタパネル２ａと、略平板状のピラーインナパネル２ｂとの前フランジ部２ｃ同士及び後フランジ部２ｄ同士を結合することにより角筒状の閉断面を形成した構造を有する。

前記フロントピラー２は、車両側方から見ると、下側から上側にいくほど前後に拡開するように形成され、詳細には、上側ほど前フランジ部２ｃが前方に拡がるよう傾斜している。前記フロントピラー２の前後幅の最も広い上部には三角窓２ｅが形成されている。

前記左，右のアッパメンバ３は、アウタパネル３ａとインナパネル３ｂとを中空状をなすよう結合した構造を有する。このアウタパネル３ａの後端部３ｃは、前記ピラーアウタパネル２ａの外側面に結合されている。前記アッパメンバ３の前端部３ｆには、不図示のサイドメンバに結合されたロアメンバの上端部が結合されている。

前記カウルパネル４は、底壁４ａと、該底壁４ａの前，後縁に続いて上方に拡開して延びる前壁４ｂ及び後壁４ｃとを有する大略断面ハット形状をなしており、該底壁４ａの下面に結合された不図示のダッシュパネルとで前部車体１をエンジン室１１と車室１２とに画成している。

前記カウルパネル４の前壁４ｂの車幅方向外縁には、前方に屈曲する前フランジ部４ｄが形成され、後壁４ｃの車幅方向外縁には、車外側方に突出する外フランジ部４ｅが形成されている。前記前フランジ部４ｄは、アッパメンバ３のインナパネル３ｂに結合され、前記外フランジ部４ｅは、前記インナパネル３ｂの後縁に車外側方に屈曲形成された屈曲部３ｄに結合されている。

前記フロントピラー２の前フランジ部２ｃと前記カウルパネル４の外フランジ部４ｅとは、結合部材１３を介して一体に結合されている（図２参照）。ここで、外フランジ部４ｅ及び屈曲部３ｄを後方に屈曲形成することにより、フロントピラー２の前フランジ部２ｃに直接結合してもよい。このようにした場合には、結合部材１３を不要にできる。

前記左，右のフロントピラー２内には、バルクヘッド１５が配設されている。このバルクヘッド１５は、車両前後方向に見たとき、前記アッパメンバ３とベルトラインリインホース１０とに重なるように配置されている。

前記バルクヘッド１５は、フロントピラー２の前フランジ部２ｃと後フランジ部２ｄとに渡る前後長さを有し、かつ三角窓２ｅの下縁からカウルパネル４より下方に渡る上下長さを有する。

前記バルクヘッド１５は、前記フロントピラー２のピラーアウタパネル２ａとピラーインナパネル２ｂとに架け渡して結合されており、平面視でフロントピラー２内を略閉塞する大きさの第１〜第４横板部１５ａ〜１５ｄと、該第１，第２横板部１５ａ，１５ｂの内縁同士を結合する第１縦板部１５ｅ，第２，第３横板部１５ｂ，１５ｃの外縁同士を結合する第２縦板部１５ｆ，第３，第４横板部１５ｃ，１５ｄの内縁同士を結合する第３縦板部１５ｇとを有する。

また前記バルクヘッド１５は、第１，第４横辺部１５ａ，１５ｄの外縁に屈曲形成され、ピラーアウタパネル２ａに結合された上，下フランジ部１５ｈ，１５ｉと、前記第１，第３縦板部１５ｅ，１５ｇに前，後に突出形成され、フロントピラー２の前，後フランジ部２ｃ，２ｄに結合された前，後結合片１５ｊ，１５ｋとを有する。

前記フロントピラー２内には、ピラーリインホース１６が配設されている。このピラーリインホース１６は、フロントピラー２と略同じ上下長さを有し、該フロントピラー２の後フランジ部２ｄに沿って延びている。

前記ピラーリインホース１６は、前記フロントピラー２の後フランジ部２ｄに一体に結合された結合フランジ部１６ａと、該結合フランジ部１６ａに続いて車外側に屈曲して延び、前記バルクヘッド１５の車両後側の領域を覆う後側壁部１６ｂと、該後側壁部１６ｂに続いて前記バルクヘッド１５の車両外側に屈曲して延び、該バルクヘッド１５の前後方向中間部までの領域を覆う外側壁部１６ｃとを有する。この外側壁部１６ｃの前縁部１６ｄは、ピラーアウタパネル２ａの前後方向中央部に結合されている。前記ピラーリインホース１６によりバルクヘッド１５の後方及び車外側方の後半部が覆われている。

前記カウルパネル４内の車幅方向端部には、カウルバルクヘッド１８が配設されている。このカウルバルクヘッド１８は、前記カウルパネル４の外フランジ部４ｅの近傍に位置し、かつ該カウルパネル４の前壁４ｂ，後壁４ｃに架け渡して結合されており、詳細には以下の構造を有する。

前記カウルバルクヘッド１８は、カウルパネル４の前壁４ｂと後壁４ｃとを連結するように延びる平板部１８ａと、該平板部１８ａに続いて車内側に斜め下方に屈曲して延びる第１傾斜板部１８ｂと、該第１傾斜板部１８ｂに続いて車内側に斜め下方に屈曲して延びる第２傾斜板部１８ｃとを有する。

また前記カウルバルクヘッド１８は、前記平板部１８ａの外縁に続いて起立するよう屈曲形成された平面視コ字形状の縦板部１８ｄと、前記第２傾斜板部１８ｃの下端部に前，後に突出形成された前，後突出部１８ｅ，１８ｆとを有する。

前記縦板部１８ｄは、これの外板部１８ｄ′が前記アッパメンバ３のインナパネル３ｂに結合され、前，後板部１８ｄ′′がそれぞれカウルパネル４の前壁４ｂ，後壁４ｃの上端部に結合されている。

また前記前，後突出部１８ｅ，１８ｆは、それぞれカウルパネル４の前壁４ｂ及び後壁４ｃの下端部に結合されている。

本実施例によれば、前記フロントピラー２内に、バルクヘッド１５の車両後方を覆う後側壁部１６ｂと、該後側壁部１６ｂに続いてバルクヘッドの車両外側方の後側部分を覆う外側壁部１６ｃとを有するピラーリインホース１６を配設したので、該ピラーリインホース１６によりフロントピラー２内には、バルクヘッド１５の前側領域の剛性が後側領域の剛性より低くなるという剛性差が生じることとなる。

その結果、図５（ａ），（ｂ）に示すように、車両衝突時の入力Ｆによりバルクヘッド１５とともにフロントピラー２全体が車内側にねじり変形を起こし、このねじり変形によって衝突エネルギーが吸収されることとなる。またねじり変形により吸収されなかった衝突エネルギーは、バルクヘッド１５から剛性の高いピラーリインホース１６を介して車体後方のベルトラインリインホース１０に伝達されることとなり、エネルギー吸収機能と荷重伝達機能との両立が可能となる。

本実施例では、前記バルクヘッド１５の後方と車外側方の後側部分とを覆うピラーリインホース１６を配置するという必要最小限の補強でもって、前記エネルギー吸収機能と荷重伝達機能を両立させることができる。これにより、フロントピラーの前部にエネルギー吸収スペースを設ける必要がなく、フロントピラー内のスペースに制約がある小型車への採用が可能となる。またフロントピラーの重量，コストの低減が可能となり、ひいては小型車における軽量化，低コスト化の要請に応えることができる。

本実施例では、前記フロントピラー２の前フランジ部２ｃに結合部材１３を介してカウルパネル４の外フランジ部４ｅを結合し、該カウルパネル４内に外フランジ部４ｅの近傍に位置するようカウルバルクヘッド１８を結合したので、車両衝突時の入力Ｆをカウルバルクヘッド１８からフロントピラー２のバルクヘッド１５を介して車体後方のベルトラインリインホース１０に効率よく伝達することができ、エネルギー吸収機能及び荷重伝達機能の両方をより確実に高めることができる。

即ち、フロントピラー２が車内側にねじり変形するとともに、前フランジ部２ｃが折れ変形することにより、カウルバルクヘッド１８とフロントピラー２のバルクヘッド１５とが車両前後方向にｗだけラップすることとなる（図５（ｂ）参照）。その結果、入力Ｆがカウルバルクヘッド１８を介してフロントピラー２に伝達されるという、新たな荷重伝達経路が形成されることとなり、衝突エネルギーの吸収，伝達効率をより一層高めることができる。また前記入力の一部は、カウルバルクヘッド１８からカウルパネル４にも伝達されることから、入力の分散が可能となる。

１ 前部車体
２ フロントピラー
２ａ ピラーアウタパネル
２ｂ ピラーインナパネル
２ｃ 前フランジ部
２ｄ 後フランジ部
３ アッパメンバ
４ カウルパネル
４ｂ 前壁
４ｃ 後壁
４ｅ 外フランジ部
１５ バルクヘッド
１６ ピラーリインホース
１６ｂ 後側壁部
１６ｃ 外側壁部
１８ カウルバルクヘッド

Claims (1)

1. 車両上下方向に延びるフロントピラーと、
   該フロントピラーに車両前方に延びるよう配設されたアッパメンバと、
   該アッパメンバにその少なくとも一部が車両前後方向に重なるように前記フロントピラー内に配設されたバルクヘッドとを備え、
   車両衝突時の入力を前記アッパメンバからバルクヘッドを介して車体後方に伝達するようにした自動車の前部車体構造であって。
   前記フロントピラー内には、少なくとも前記バルクヘッドの車両後側の領域を覆う後側壁部と、
   該後側壁部に続いて前記バルクヘッドの車両外側に屈曲して延び、該バルクヘッドの前後方向中途部までの領域を覆う外側壁部とを有するピラーリインホースが配設されており、
   前記フロントピラーは、ピラーインナパネルとピラーアウタパネルとの前フランジ部同士及び後フランジ部同士を結合してなる閉断面構造を有し、
   前記フロントピラーの前フランジ部には、車幅方向に延びるカウルパネルの外フランジ部が結合され、
   前記カウルパネル内には、前記外フランジ部の近傍に位置するカウルバルクヘッドが設けられ、
   該カウルバルクヘッドは、少なくとも前記カウルパネルの前壁及び後壁に架け渡して結合された前,後板部と、前記アッパメンバのインナパネルに結合された外板部とからなる平面視コ字形状の縦板部を有する
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。

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