JP5883615B2 - 自動車のピラー部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のロールオーバー時にフロントピラーが大きく変形するのを抑制するようにした自動車のピラー部構造に関する。

例えばオープンカーでは、フロントピラーの上端がルーフに接続されていない自由端となっていることから、側突時や過度の急ハンドル等によって車体が横転する、いわゆるロールオーバー時に前記フロントピラーの変形を抑制する構造が採用されている。例えば、特許文献１には、フロントピラー内に該フロントピラーに沿って直線状に延びる補強パイプを配設し、該補強パイプの下端部をピラーリインホースに結合した構造が開示されている。

特開２００５−３１９８４６号公報

ところで、前記従来のピラー部構造では、ロールオーバー時にフロントピラーの上部に加わる曲げ荷重によって、補強パイプの下端部分が車両前方に回動変位することとなる。この場合、下端部分の回動をピラーリインホースが抑えることができず、補強パイプが大きく回動変位し、車室に影響することが懸念される。

このような補強パイプの変形を抑えるための対策として、ピラーリインホースの板厚を大きくしたり、両者の結合部分に補強部材を新たに追加したりすることが考えられるが、このようにするとコスト及び車体重量が増えるとともに、生産性が悪化するという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、コスト及び車体重量の増加や生産性の悪化を招くことなく、ロールオーバー時のフロントピラーの回動による変形を抑制できる自動車のピラー部構造を提供することを課題としている。

本発明は、車両上下方向に延びる下半部と、該下半部に続いて車両後斜め上方に延びる上半部とを有するフロントピラーと、車両前後方向に延び、その後端部が前記フロントピラーの下半部に結合されたエプロンメンバと、車両前後方向に延び、前記フロントピラーの後側に、かつ前記エプロンメンバと略同じ高さ位置となるよう配置されたドアベルトラインリインホースとを備えた自動車のピラー部構造であって、
前記フロントピラーの下半部内には、車両前後方向に延びる複数の稜線を有するバルク部材が前記エプロンメンバ及びドアベルトラインリインホースに対向するように配設され、
前記フロントピラー内には、パイプ状の補強部材が配設され、該補強部材は、前記フロントピラーの上半部に沿って延びる傾斜部と、該傾斜部に続いて下方に屈曲された結合部とを有し、
該結合部は、少なくともその下端部が垂直下方に延びるよう形成され、かつ該下端部が前記バルク部材の複数の稜線のうち少なくとも１つの稜線と略直交するよう該バルク部材の稜線の後部に結合されていることを特徴としている。

本発明に係るピラー部構造によれば、フロントピラー内に車両前後方向に延びる複数の稜線を有するバルク部材を配置し、該フロントピラー内に配置したパイプ状の補強部材を上半部に沿って延びる傾斜部と、該傾斜部に続いて下方に屈曲された結合部とを有するものとし、該結合部を、少なくともその下端部がバルク部材の少なくとも１つの稜線と略直交するよう前記バルク部材の後部に結合した。

ロールオーバー時にフロントピラーの上部に加わる曲げ荷重によって、補強部材の結合部が車両前方に回動変位しようとするが、上述のように、結合部を下方に屈曲させているので、前記変位方向とバルク部材の稜線の方向が近似することとなり、この稜線により前記回動変位を支える効果が得られ、フロントピラーが大きく変形するのを効果的に抑制することができる。これにより車室への影響を回避でき、ひいては乗員の保護機能を高めることができる。

本発明では、前記補強部材の結合部の少なくとも下端部を下方に屈曲させるとともにバルク部材に結合するだけの構造であるので、従来のようにピラーリインホースの板厚を大きくしたり、補強部材を新たに追加したりする必要はなく、コスト及び車体重量の増加や生産性の悪化を防止できる。

また本発明では、前記バルク部材をエプロンメンバ及びドアベルトラインリインホースに対向するよう配置し、該バルク部材の後部に前記補強部材の結合部を結合したので、車両前面衝突時の入力は、エプロンメンバからフロントピラーのバルク部材の稜線を伝って補強部材の結合部を介してドアベルトラインリインホースに効率よく伝達されることとなり、フロントピラーの断面崩れを生じることがなく、衝突荷重を効果的に車体後部に伝達することができる。

本発明の実施例１による自動車の車体側面図である。 前記車体のフロントピラーの側面図である。 前記フロントピラーの断面図（図２のIII-III線断面図）である。 前記フロントピラーの断面図（図２のIV-IV線断面図）である。 前記フロントピラーの分解斜視図である。 本発明の実施例２によるフロントピラーの側面図である。

以下、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ないし図５は、本発明の実施例１による自動車のピラー部構造を説明するための図である。なお、図2は、フロントピラーのピラーインナを取り外した状態を車室内側から見た図である。また本実施例の説明の中で、前後，左右という場合は、特記なき限り、シートに着座した状態で車両前進方向に見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１はルーフのないオープンカーの車体を示している。この車体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、車両前後方向に延び、その後端部３ａが前記フロントピラー２に結合された左，右のエプロンメンバ３，３と、前記左，右のフロントピラー２の後側に開閉可能に支持された左，右のフロントドア４，４と、該フロントドア４内にベルトラインＬに沿って車両前後方向に延び、かつ前記エプロンメンバ３と略同じ高さとなるよう配設されたドアベルトラインリインホース５，５とを備えている。前記ドアベルトラインリインホース５の上縁を通る直線が前記ベルトラインＬとなっている。

前記車体１は、車両前後方向に延び、その前端部６ａに前記フロントピラー２の下端部が接続された左，右のロッカパネル６，６と、車両上下方向に延び、その下端部が前記ロッカパネル６の後端部６ｂに接続された左，右のセンターピラー７，７とを備えている。

前記フロントピラー２，ロッカパネル８及びセンターピラー９によりドア開口１ａが形成され、該ドア開口１ａに前記フロントドア４，４が配設されている。

前記左，右のロッカパネル６の車内側には、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ８，８が配設されている。この左，右のサイドメンバ８の前端部間にはラジエータサポート９が接続されている。

前記左，右のエプロンメンバ３は、アウタ部材３ｂとインナ部材３ｃとを角筒状の閉断面をなすよう結合した構造を有する。このエプロンメンバ３の前端部３ｄと前記サイドメンバ８とは、上下方向に延びる結合部材１０により結合されている。

前記ドアベルトラインリインホース５は、鋼管製のものであり、車両側方から見たとき、前述したように、前記エプロンメンバ３と略同じ高さ位置をなし、かつ車両前方向に略直線状をなすよう配置されている。

前記左，右のフロントピラー２は、これの全長に渡って大略角筒状の閉断面をなし、車両上下方向に略垂直に延びる下半部２ａと、該下半部２ａに続いて車両後斜め上方に傾斜して延びる上半部２ｂとを有する。

前記左，右の下半部２ａの上端部間には、車幅方向に延びるカウルパネル１４が接続されており、前記左，右の傾斜部２ｂの上端部間には、車幅方向に延びるヘッダパネル１５が一体に接続形成されている。これにより形成されたウインド開口１６にウインドシールドガラス１７が配設されている。

前記左，右のフロントピラー２は、横断面視ハット形状をなすピラーアウタ２０と平板形状をなすピラーインナ２１とを矩形状の閉断面をなすよう前フランジ部２０ａ，２１ａ同士及び後フランジ部２０ｂ，２１ｂ同士を結合した構造を有する。

前記フロントピラー２内には、前記ピラーアウタ２０に沿うように形成された横断面視ハット形状のピラーリインホース２２が配設されている。このピラーリインホース２２は、前記下半部２ａと上半部２ｂとに跨がるように配設され、これの前，後フランジ部２２ａ，２２ｂが前記前フランジ部２０ａ，２１ａ及び後フランジ部２０ｂ，２１ｂに一体に結合されている。

前記左，右のフロントピラー２の下半部２ａ内には、バルク部材２４，２４が前記エプロンメンバ３及びドアベルトラインリインホース５に車両前後方向に対向するよう配設されている。詳細には、エプロンメンバ３とドアベルトラインリインホース５と略同じ高さ位置となるようベルトラインＬの延長線上に配置されている。

前記バルク部材２４は、上方から見たとき、前記下半部２ａの閉断面を略閉塞するよう形成されており、これによりエプロンメンバ３からの入力を瞬時にドアベルトラインリインホース５に伝達するようになっている。

前記バルク部材２４は、前記ピラーリインホース２２に溶接により結合された上，下フランジ部２４ａ，２４ｂと、この上、下フランジ部２４ａ，２４ｂに続いてそれぞれピラーインナ２１に向かって車幅方向内側に突出するよう折り曲げ形成された上下一対の上，下凸部２４ｃ，２４ｄと、該上，下凸部２４ｃ，２４ｄを一体に連結するよう形成された平板部２４ｅとを有する断面大略Ｗ字形状をなしている。

これにより前記バルク部材２４は、上，下凸部２４ｃ，２４ｄにより車両前後方向に略水平に延びる複数の稜線ａ，ｂを有している。

また前記バルク部材２４の平板部２４ｅには、ドアヒンジ部材２６がピラーアウタ２０及びピラーリインホース２２を介在させて一体に結合されている。これによりドアヒンジ部材２６の取付け面の面剛性が向上しており、ひいてはフロントドア４の支持剛性を高めている。

前記左，右のフロントピラー２内には、パイプ状をなす鋼管製の補強部材２５が配設されている。この補強部材２５は、前記フロントピラー２の上半部２ｂに沿って直線状に延びる傾斜部２５ａと、該傾斜部２５ａの下端に続いて下半部２ａに向かって屈曲して延びる結合部２５ｂとを有する。

前記傾斜部２５ａは、上半部２ｂの略全長に渡る長さを有し、該傾斜部２５ａの上端部２５ｃには大略Ｕ字形状のブラケット２７が溶接により結合されている。このブラケット２７は、前記ピラーアウタ２０及びピラーインナ２１の前フランジ部２０ａ，２１ａ及び後フランジ部２０ｂ，２１ｂに一体に溶接により結合されている（図４参照）。

前記結合部２５ｂは、前記傾斜部２５ａに続いて所定の曲率でもって屈曲する屈曲部２５ｄと、該屈曲部２５ｄに続いて垂直下方に延びる下端部２５ｅとを有する。

ここで前記結合部２５ｂでは、前記屈曲部２５ｄの軸線ｄが前記バルク部材２４の上凸部２４ｃの稜線ａの延長線と略１３０°程度の大きな角度で交差しているのに対し、下端部２５ｅについてはその軸線ｃが前記バルク部材２４の下凸部２４ｄの稜線ｂの延長線と略９０°で交差するように屈曲されている。そして前記結合部２５ｂは、前記バルク部材２４の稜線ａ，ｂの後部に溶接により結合されている。

詳細には、前記バルク部材２４は、前記上，下凸部２４ｃ，２４ｄの後端部を段落ち状に切り欠くことにより形成された段部２４ｆ，２４ｆと、各段部２４ｆに折り曲げ形成された複数の接合部２４ｇとを有する。そして各段部２４ｆに結合部２５ｂを後方から係合させ、該結合部２５ｂに各接合部２４ｇ、ひいては稜線ａ，ｂの後部を溶接することにより一体に結合されている。

本実施例によれば、左，右のフロントピラー２内に車両前後方向に延び複数の稜線ａ，ｂを有するバルク部材２４を配置し、前記フロントピラー２内の補強部材２５を上半部２ｂに沿って延びる傾斜部２５ａと、該傾斜部２５ａに続いて下半部２ａに向かって屈曲して延びる結合部２５ｂとを有するものとし、該結合部２５ｂの下端部２５ｅの軸線ｃがバルク部材２４の下凸部２４ｄの稜線ｂと直交するように屈曲させ、該結合部２５ｂをバルク部材２４の稜線ａ，ｂの後部に溶接で結合した。

図２に示すように、ロールオーバー時にフロントピラー２の上部に加わる曲げ荷重Ｆによって、補強部材２５の結合部２５ｂが矢印Ａ方向に回動変位することが懸念される。これに対して、本実施例では、前記変位方向とバルク部材２４の下凸部２４ｄの稜線bの方向とが略平行となっていることから、前記曲げ荷重Ｆによる変位を前記バルク部材２４により支えることができ、フロントピラー２が大きく変形するのを効果的に抑制することができる。これにより車室への影響を回避でき、ひいては乗員の保護機能を高めることができる。

一方、図２に二点鎖線で示すように、補強部材を全長に渡って直線状に形成した場合には、補強部材の下端部が斜め上向きの矢印Ａ′方向に回動変位することが考えられ、回動変位方向とバルク部材の稜線の方向が大きく異なるため、バルク部材がこの変位を支えきれないことが考えられる。

本実施例では、前記補強部材２５の結合部２５ｂを、少なくとも下端部２５ｅの軸線ｃが稜線ｂと直交するように屈曲させ、該結合部２５ｂをバルク部材２４に結合するだけの構造であるので、従来のようにピラーリインホースの板厚を大きくしたり、補強部材を新たに追加したりする必要はなく、コスト及び車体重量の増加や生産性の悪化を防止できる。

また本実施例では、前記バルク部材２４をエプロンメンバ３及びドアベルトラインリインホース５に対向するよう配置し、該バルク部材２４の後部に前記補強部材２５を結合したので、車両前面衝突時の入力は、エプロンメンバ３からフロントピラー２のバルク部材２４の上，下の稜線ａ，ｂを伝って補強部材２５の結合部２５ｂを介してドアベルトラインリインホース５に効率よく伝達されることとなり、フロントピラー２の断面崩れを防止しつつ衝突荷重を効果的に車体後部のセンターピラー７に伝達することができる。

また前記バルク部材２４が補強部材２５の結合部２５ｂの取付けブラケットを兼ねることとなり、安価でかつ組付けを容易にできる。

図６は、本発明の実施例２によるピラー部構造を説明するための図である。図中、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例のピラー部構造は、補強部材２５の結合部２５ｂ全長の軸線ｃがバルク部材２４の上，下凸部２４ｃ，２４ｄの各稜線ａ，ｂと直交するよう下方に屈曲させ、該結合部２５ｂをバルク部材２４の段部２４ｆに溶接結合した例である。

本実施例では、結合部２５ｂの車両前方への回動変位をバルク部材２４の各稜線ａ，ｂで受け止めることができ、フロントピラー２の変形をより効果的に抑制することができる。

なお、前記実施例１，２では、補強部材２５の接合部２５ｂを、バルク部材２４の上，下凸部２４ｃ，２４ｄの段部２４ｆに結合したが、本発明では、補強部材をバルク部材の稜線の後端面に溶接により結合してもよいし、あるいはバルク部材の稜線方向中央部に切欠きを形成し、補強部材を切欠き内に配置し、前側の稜線の後部に結合しても良い。このようにした場合にも、前記同様の効果が得られる。

また前記実施例１，２では、結合部２５ｂの少なくとも下端部２５ｅ又は全長の軸線ｃがバルク部材２４の稜線ａ，ｂと直交するように屈曲させた場合を説明したが、本発明の結合部は、必ずしもバルク部材と直交するよう屈曲させる必要はない。要は結合部を、傾斜部をそのまま直線状に延長したものとするのではなく、結合部の回動変位方向とバルク部材の稜線の方向とが近くなるように屈曲させたものとすれば良い。

２ フロントピラー
２ａ 下半部
２ｂ 上半部
３ エプロンメンバ
３ａ 後端部
５ ドアベルトラインリインホース
２４ バルク部材
２５ 補強部材
２５ａ 傾斜部
２５ｂ 結合部
２５ｅ 下端部
ａ，ｂ バルク部材の稜線
ｃ 結合部の軸線

Claims (1)

1. 車両上下方向に延びる下半部と、該下半部に続いて車両後斜め上方に延びる上半部とを有するフロントピラーと、
   車両前後方向に延び、その後端部が前記フロントピラーの下半部に結合されたエプロンメンバと、
   車両前後方向に延び、前記フロントピラーの後側に、かつ前記エプロンメンバと略同じ高さ位置となるよう配置されたドアベルトラインリインホースとを備えた自動車のピラー部構造であって、
   前記フロントピラーの下半部内には、車両前後方向に延びる複数の稜線を有するバルク部材が前記エプロンメンバ及びドアベルトラインリインホースに対向するように配設され、
   前記フロントピラー内には、パイプ状の補強部材が配設され、
   該補強部材は、前記フロントピラーの上半部に沿って延びる傾斜部と、該傾斜部に続いて下方に屈曲された結合部とを有し、
   該結合部は、少なくともその下端部が垂直下方に延びるよう形成され、
   かつ該下端部が前記バルク部材の複数の稜線のうち少なくとも１つの稜線と略直交するよう該バルク部材の稜線の後部に結合されている
   ことを特徴とする自動車のピラー部構造。

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