JP5910477B2

JP5910477B2 - フロントピラー構造

Info

Publication number: JP5910477B2
Application number: JP2012267520A
Authority: JP
Inventors: 俊弘五嶋; 浩史川上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: JP2014113853A

Description

本発明は、車両のフロントピラー構造に関する。

下記特許文献１には、フロントピラーの一部を構成するアウタメンバを軽量金属材料を用いて鋳造成形すると共に、車両上下方向に延びる連結リブをアウタメンバ内面に一体に設けた構成が開示されている。この文献に記載された構成によれば、上記の連結リブによってピラーロアの車両上下方向への剛性が向上し、これにより、ピラーロアを介してピラーアッパ及びサイドシルへ荷重を伝達する際の荷重伝達効率が高められている。

特開２００１−２５３３６５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された構成では、ピラーロアの内部における連結リブの前側及び後側の領域に前面衝突時の車両前後方向の衝突荷重を支持する構造物が設けられていない。そのため、前面衝突時の衝突荷重がフロントピラー（ピラーロア）に伝達された際に該フロントピラーの変形を抑制するという点では改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、フロントピラーの変形を抑制することができるフロントピラー構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係るフロントピラー構造は、キャビンの前方側かつ車幅方向の両サイドに車両上下方向に沿って配設され、車両平面視で閉断面とされることによって車体骨格の一部を構成するフロントピラー本体と、前記フロントピラー本体の内部における車両後方側のみに設けられ、車両前後方向に延在しかつ車両上下方向に間隔を空けて配置され、前記フロントピラー本体を構成するピラー構成部材と一体に形成された複数の横リブと、を備えている。

請求項１記載の本発明では、フロントピラー本体を構成するピラー構成部材と一体に形成された複数の横リブが、フロントピラー本体内部の車両後方側に車両上下方向に沿って配置されている。当該複数の横リブによってフロントピラー本体における車両後方側の部位の車両前後方向への剛性が向上されている。これにより、前面衝突による荷重がフロントピラー本体に伝達された際に、フロントピラー本体における車両前方側の部位が変形することによって衝突エネルギーが吸収され、フロントピラー本体における縦リブよりも車両後方側の部位が前面衝突による荷重に抗する。

請求項２記載の本発明に係るフロントピラー構造は、キャビンの前方側かつ車幅方向の両サイドに車両上下方向に沿って配設され、車両平面視で閉断面とされることによって車体骨格の一部を構成するフロントピラー本体と、車両上下方向に延在すると共に前記フロントピラー本体を構成するピラー構成部材と一体に形成され、前記フロントピラー本体内部を車両前後方向に隔成する縦リブと、車両前後方向に延在すると共に前記ピラー構成部材と一体に形成され、前記フロントピラー本体の内部における前記縦リブよりも車両後方側の領域を車両上下方向に隔成する一又は二以上の横リブと、を備えている。

請求項２記載の本発明では、フロントピラー本体を構成するピラー構成部材と一体に形成された縦リブが、フロントピラー本体内部を車両前後方向に隔成している。当該縦リブによってフロントピラー本体の車両上下方向への剛性が向上されている。また、本発明では、前記縦リブと同様に、ピラー構成部材と一体に形成された横リブが、フロントピラー本体内部における縦リブよりも車両後方側の領域を車両上下方向に隔成している。当該横リブによってフロントピラー本体における縦リブよりも車両後方側の部位の車両前後方向への剛性が向上されている。これにより、前面衝突による荷重がフロントピラー本体に伝達された際に、フロントピラー本体における縦リブよりも車両前方側の部位が変形することによって衝突エネルギーが吸収され、フロントピラー本体における縦リブよりも車両後方側の部位が前面衝突による荷重に抗する。

請求項３記載の本発明に係るフロントピラー構造は、請求項１又は請求項２記載のフロントピラー構造において、前記ピラー構成部材は、車両平面視で車幅方向内側に向けて開放する断面ハット型に形成されたアウタパネルとされており、前記横リブが前記アウタパネルの側壁から車幅方向内側に向けて立設されている。

請求項３記載の本発明では、横リブがアウタパネルの側壁から該アウタパネルの開放方向に向けて立設されている。これにより、横リブの立設方向と金型の抜き方向とが一致する。

請求項１記載の本発明に係るフロントピラー構造は、フロントピラーの変形を抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係るフロントピラー構造は、フロントピラーの変形をより一層抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係るフロントピラー構造は、横リブをアウタパネルの側壁に容易に形成することができる、という優れた効果を有する。

フロントピラー本体を車両斜め前方側から見た拡大斜視図である。図１に示された２−２線に沿って切断した断面を拡大して示す拡大断面図である。本実施形態のフロントピラー構造が適用された車体を車両斜め前方側から見た斜視図である。

次に、図１〜図３を用いて本発明の実施形態に係るフロントピラー構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、単に前後、上下の方向を示す場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。

図３に示されるように、本実施形態のフロントピラー構造は、車両側部にフロントサイドドア開口部１２及びリヤサイドドア開口部１４を有するセダンタイプの車体１０に適用されている。以下、先ず車体１０の概略の構成について説明し、次いでフロントピラー１６の構成について説明する。

（車体１０の概略の構成）
本実施形態の車体１０は、キャビン１８の前方側かつ車幅方向の両サイドに配置された一対のフロントピラー１６と、フロントピラー１６の上端から車両後方側に向けて延びるルーフサイドレール２０と、を備えている。また、車体１０は、フロントピラー１６の下端から車両後方側に向けて延びるロッカ２２と、ルーフサイドレール２０の前後方向の中間部とロッカ２２の前後方向の中間部とを車両上下方向に繋ぐセンタピラー２４と、を備えている。また、車体１０は、ルーフサイドレール２０の後端とロッカ２２の後端とを車両上下方向に繋ぐリヤピラー（図示省略）を備えている。以上説明したフロントピラー１６、ルーフサイドレール２０、ロッカ２２、センタピラー２４、及びリヤピラーはそれぞれ閉断面とされた骨格部材を有することによって車体１０の骨格の一部を構成している。

また、フロントピラー１６の前方側には、車両前後方向に延びるエプロンアッパメンバ２６が設けられている。さらに、フロントピラー１６の前方側かつエプロンアッパメンバ２６の車幅方向内側には、車両前後方向に延びるフロントサイドメンバ２８が設けられている。また、エプロンアッパメンバ２６及びフロントサイドメンバ２８には、サスペンションタワー３０が取付けられている。

（フロントピラー１６の構成）
図１に示されるように、フロントピラー１６は、車両平面視で略矩形状の閉断面とされることによって車体骨格の一部を構成するフロントピラー本体３２と、フロントピラー本体３２を車両外側から覆うサイドメンバアウタパネル３４（図３参照）と、を含んで構成されている。

フロントピラー本体３２は、車両上下方向に延びるピラーロア部３２Ａと、ピラーロア部３２Ａの上端から車両後方側に向けて車両斜め上方側に傾斜して延びるピラーアッパ部３２Ｂと、を有している。また、フロントピラー本体３２は、車幅方向外側に配置されたピラー構成部材としてのアウタパネル３８が車幅方向内側に配置されたインナパネル３６に接合されることによって構成された分割構造とされている。詳述すると、インナパネル３６は、アルミ合金等の軽量金属にプレス加工が施されることによって形成されたプレス成型品であり、このインナパネル３６におけるピラーロア部３２Ａに対応する部位は車両上下方向及び車両前後方向に延在する板状に形成されている。

また、アウタパネル３８は、アルミ合金等の軽量金属を鋳造することによって形成された鋳造成形品であり、車幅方向内側に向けて開放する断面ハット型に形成されている。また、図２には、フロントピラー１６におけるピラーロア部３２Ａに対応する部位の拡大断面図が示されている。この図に示されるように、アウタパネル３８は、車幅方向外側に配置され車両前後方向及び上下方向に延びる側壁３８Ａと、側壁３８Ａの前端及び後端からそれぞれ車幅方向内側に向けて屈曲して延びる前壁３８Ｂ及び後壁３８Ｃと、を備えている。また、アウタパネル３８は、前壁３８Ｂの車幅方向内側の端部から車両前方側に向けて屈曲すると共にインナパネル３６に接合される前側フランジ部３８Ｄと、後壁３８Ｃの車幅方向内側の端部から車両後方側に向けて屈曲すると共にインナパネル３６に接合される後側フランジ部３８Ｅと、を備えている。

また、アウタパネル３８は、車両上下方向及び車幅方向に延在すると共にフロントピラー本体３２の内部を車両前後方向に隔成する縦リブ３８Ｆを備えている。この縦リブ３８Ｆは、側壁３８Ａの車両前後方向の中間部から車幅方向内側に向けて立設されている。

また、アウタパネル３８は、車両前後方向及び車幅方向に延在すると共にフロントピラー本体３２の内部における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の領域Ａを車両上下方向に隔成する横リブ３８Ｇを備えている。この横リブ３８Ｇは、側壁３８Ａから車幅方向内側に向けて立設されている。図１に示されるように、本実施形態では、ピラーロア部３２Ａに対応する部位かつロッカ２２よりも車両上方側の部位に複数の横リブ３８Ｇ（４個の横リブ３８Ｇ）が車両上下方向に沿って配設されている。

また、本実施形態では、アウタパネル３８の開放方向（車幅方向）と該アウタパネル３８を形成する金型の抜き方向とが一致している。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１及び図２に示されるように、本実施形態では、フロントピラー本体３２を構成するアウタパネル３８と鋳造成形により一体に設けられた縦リブ３８Ｆが、フロントピラー本体３２内部を車両前後方向に隔成している。当該縦リブ３８Ｆによってフロントピラー本体３２の車両上下方向への剛性が向上されている。また、本実施形態では、アウタパネル３８と鋳造成形により一体に設けられた横リブ３８Ｇが、フロントピラー本体３２内部における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の領域Ａを車両上下方向に隔成している。当該横リブ３８Ｇによってフロントピラー本体３２における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の部位Ｂ１の車両前後方向への剛性が向上されている。

図３に示されるように、本実施形態のフロントピラー構造が適用された車体１０が前面衝突をすると、当該前面衝突による荷重Ｆがフロントサイドメンバ２８、エプロンアッパメンバ２６及び図示しないフロントタイヤ等を介してフロントピラー本体３２のピラーロア部３２Ａに伝達される。すると、図１及び図２に示されるように、フロントピラー本体３２における縦リブ３８Ｆよりも車両前方側の部位Ｂ２が変形することによって衝突エネルギーが吸収され、フロントピラー本体３２における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の部位Ｂ１が前面衝突による荷重Ｆに抗する。これにより、本実施形態では、前面衝突による衝突エネルギーを吸収しつつフロントピラー１６の変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、フロントピラー本体３２内部における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の領域Ａに複数の横リブ３８Ｇ（４個の横リブ３８Ｇ）が配設されている。当該複数の横リブ３８Ｇの配置により、フロントピラー本体３２における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の部位の剛性が調整されている。換言すると、前面衝突による荷重Ｆがフロントピラー本体３２に伝達された際にフロントピラー本体３２における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の部位Ｂ１に生じる応力の分布が最適化されている。これにより、本実施形態では、フロントピラー１６の変形をより一層抑制することができる。

さらに、本実施形態では、縦リブ３８Ｆ及び横リブ３８Ｇがアウタパネル３８の側壁３８Ａから該アウタパネル３８の開放方向に向けて立設されている。これにより、縦リブ３８Ｆ及び横リブ３８Ｇの立設方向とアウタパネル３８を成形する金型の抜き方向とが一致する。その結果、本実施形態では、スライド型や中子等を用いることなく縦リブ３８Ｆ及び横リブ３８Ｇをアウタパネル３８の側壁３８Ａに容易に形成することができる。

なお、本実施形態では、縦リブ３８Ｆ及び横リブ３８Ｇがアウタパネル３８の側壁３８Ａから該アウタパネル３８の開放方向に向けて立設されている例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、縦リブ３８Ｆ及び横リブ３８Ｇの立設方向がアウタパネル３８の開放方向に対してずれていてもよい。

また、本実施形態では、横リブ３８Ｇ及び縦リブ３８Ｆを断面ハット型に形成されたアウタパネル３８と一体に設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、インナパネルを鋳造成形すると共に、横リブ及び縦リブを当該インナパネルと一体に設けた構成としてもよい。

さらに、本実施形態では、フロントピラー本体３２内部における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の領域Ａに複数の縦リブ３８Ｆを配設した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、当該領域Ａに単一の横リブ３８Ｇを設けた構成としてもよい。このように、横リブ３８Ｇの数は、フロントピラー本体３２における縦リブ３８Ｆよりも車両後方側の部位Ｂ１に生じる応力の分布等を考慮して適宜設定すればよい。

また、本実施形態では、縦リブ３８Ｆをフロントピラー本体３２内部に設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、縦リブ３８Ｆを設けない構成としてもよい。このように、縦リブ３８Ｆを設けるか否かについては、フロントピラー本体３２の車両上下方向の剛性等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、フロントピラー本体３２を分割構造とした例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、縦リブ及び横リブを有するフロントピラー本体を鋳造成形により一体に形成した構成としてもよい。この場合、フロントピラー本体外側面に中子の取り出し（砂落とし）用の孔が形成される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１８キャビン
３２フロントピラー本体
３８アウタパネル（ピラー構成部材）
３８Ａ側壁
３８Ｆ縦リブ
３８Ｇ横リブ
Ａ領域

Claims

キャビンの前方側かつ車幅方向の両サイドに車両上下方向に沿って配設され、車両平面視で閉断面とされることによって車体骨格の一部を構成するフロントピラー本体と、
前記フロントピラー本体の内部における車両後方側のみに設けられ、車両前後方向に延在しかつ車両上下方向に間隔を空けて配置され、前記フロントピラー本体を構成するピラー構成部材と一体に形成された複数の横リブと、
を備えたフロントピラー構造。
キャビンの前方側かつ車幅方向の両サイドに車両上下方向に沿って配設され、車両平面視で閉断面とされることによって車体骨格の一部を構成するフロントピラー本体と、
車両上下方向に延在すると共に前記フロントピラー本体を構成するピラー構成部材と一体に形成され、前記フロントピラー本体内部を車両前後方向に隔成する縦リブと、
車両前後方向に延在すると共に前記ピラー構成部材と一体に形成され、前記フロントピラー本体の内部における前記縦リブよりも車両後方側の領域を車両上下方向に隔成する一又は二以上の横リブと、
を備えたフロントピラー構造。
前記ピラー構成部材は、車両平面視で車幅方向内側に向けて開放する断面ハット型に形成されたアウタパネルとされており、
前記横リブが前記アウタパネルの側壁から車幅方向内側に向けて立設されている請求項１又は請求項２記載のフロントピラー構造。