JP6341217B2 - 車両用ピラー構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用ピラー構造に関する。
下記特許文献1には、樹脂で一体成形された車体上部と金属で形成された車体下部とが互いに接合された車体構造が開示されている。この先行技術では、車両(車体)のキャビンを区画する一部として構成する各ピラーが、車両上下方向の上部と下部とで分割されている。そして、車体上部側に形成されたピラーアッパ(以下、「ピラー上部」という)の下端部が、車体下部側に形成されたピラーロア(以下、「ピラー下部」という)の上端部に形成された開口部内に挿入可能とされている。
この開口部には、略水平方向に沿って形成されピラー下部の上端部を閉塞させる水平支持部が形成されており、この水平支持部にピラー上部の下端部が当接することにより、ピラー上部は車両上下方向で位置決めされるようになっている。ここで、ピラー下部の上端部には接着剤が塗布されており、この接着剤を介して、ピラー上部の下端部がピラー下部の上端部に接着(接合)されるようになっている。
前述のように、上記先行技術では、ピラー上部が樹脂で形成され、ピラー下部が金属で形成されている。そして、このように、ピラー上部とピラー下部とで材料を変えることによって、ピラーにおいて強度及び剛性の確保と軽量化との両立を図っている。
特開2011−88495号公報
ところで、ピラー上部を樹脂で形成する場合、透明樹脂によってピラー上部を形成すると、車両外側の対象物に対して運転者から見た視認性(以下、単に「車両外側への視認性」という)を向上させることができるが、上記先行技術では、ピラー上部とピラー下部との接合部において、車両の側面衝突の際に必要な強度及び剛性を確保することが難しく、この点において、上記先行技術は、さらなる改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮し、車両外側への視認性を向上させつつ、ピラー上部とピラー下部との接合部において、車両の側面衝突の際に必要な強度及び剛性を効率よく得ることができる車両用ピラー構造を提供することが目的である。
請求項1に記載の車両用ピラー構造は、車両幅方向の外側において車両上下方向に沿って延在され、透明の樹脂で形成されたピラー上部と、前記ピラー上部の車両上下方向の下方側に設けられ、当該ピラー上部が接合された金属製のピラー下部と、を備え、前記ピラー上部と前記ピラー下部との接合部では、車両幅方向の外側に位置し車両上下方向かつ車両前後方向に沿って設けられた外側接合部の高さが、車両幅方向の内側に位置し車両上下方向かつ車両前後方向に沿って設けられた内側接合部の高さよりも低く設定されている。
請求項1に記載の車両用ピラー構造では、車両幅方向の外側において車両上下方向に沿って延在されたピラー上部が透明の樹脂で形成されている。このピラー上部の車両上下方向の下方側には、金属製のピラー下部が設けられている。このピラー下部にピラー上部が接合されている。本発明では、ピラー上部が透明な樹脂で形成されることによって、ピラー上部の車両外側への視認性を向上させることができる。なお、本発明におけるピラー上部において、「透明の樹脂で形成された」とは、当該ピラー上部の全部が透明な樹脂で形成されている場合の他、一部が有色の別部材で形成されている場合も含まれるものとする。
また、本発明では、ピラー上部とピラー下部との接合部において、車両幅方向の外側に位置し車両上下方向かつ車両前後方向に沿って設けられた外側接合部の高さが、車両幅方向の内側に位置し車両上下方向かつ車両前後方向に沿って設けられた内側接合部の高さよりも低く設定されている。すなわち、本発明では、車両幅方向の外側に位置する外側接合部の高さが、車両幅方向の内側に位置する内側接合部の高さが異なっている。
このため、車両の側面衝突(以下、「車両の側突」という)時に車両側部に入力された衝突荷重は、外側接合部と内側接合部とに分かれて伝達される。つまり、ピラー上部に入力された衝突荷重による並進力は、外側接合部からピラー下部に伝達される荷重と内側接合部からピラー下部に伝達される荷重による上下一対の並進力に分散されて、ピラー上部とピラー下部との接合部に作用する。したがって、外側接合部に作用する並進力、内側接合部に作用する並進力は、車両の側突時にピラー上部に入力されたときの並進力よりもそれぞれ小さくなっている。よって、外側接合部及び内側接合部では、それぞれに作用する並進力に耐え得る強度及び剛性を備えていればよいことになるため、ピラー上部とピラー下部との接合部において、車両の側面衝突の際に必要な強度及び剛性を効率よく得ることができる。
また、本発明では、外側接合部が内側接合部の高さよりも低く設定されている。これにより、車両の組立て時に、ピラー上部をピラー下部に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって移動させても、ピラー上部がピラー下部側の接合部に到達する過程(移動軌跡上
)で当該ピラー上部がピラー下部の接合部と干渉しないようにすることができる。したがって、ピラー上部側の接合部をピラー下部側の接合部に接合させる際、当該ピラー上部をピラー下部に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって接合させることができる。
請求項2に記載の車両用ピラー構造は、請求項1に記載の車両用ピラー構造において、前記ピラー上部は、ピラー上部本体と、前記ピラー上部本体の車両上下方向の下端から垂下されたフランジ部と、を備え、前記内側接合部では前記ピラー上部本体が前記ピラー下部に接合され、かつ前記外側接合部では前記フランジ部が前記ピラー下部に接合されている。
請求項2に記載の車両用ピラー構造では、ピラー上部がピラー上部本体とフランジ部とを備えており、ピラー上部本体の車両上下方向の下端からフランジ部が垂下されている。そして、内側接合部ではピラー上部本体がピラー下部に接合され、かつ外側接合部ではフランジ部がピラー下部に接合されている。
すなわち、本発明では、ピラー上部とピラー下部との接合部において、車両幅方向の内側に位置する内側接合部が車両幅方向の外側に位置する外側接合部よりも車両上下方向の上方側に配置されている。このため、車両の組立て時に、ピラー上部をピラー下部に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって移動させても、ピラー上部がピラー下部側の接合部に到達する過程(移動軌跡上)で当該ピラー上部がピラー下部の接合部と干渉しないようにすることができる。したがって、ピラー上部側の接合部をピラー下部側の接合部に接合させる際、当該ピラー上部をピラー下部に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって接合させることができる。
これに対し、例えば、ピラー上部をピラー下部に対して車両上下方向の上方側から下方側へ向かって接合させる(嵌め込む)場合、ピラー上部はピラー下部側の接合部を車両上下方向に沿って摺接することになる。これにより、例えば、ピラー上部が接着剤を介してピラー下部に接合される場合、ピラー下部側の接合部に塗布された接着剤はピラー上部によって掻き取られることとなる。その結果、当該接合部に残る接着剤の量は減り、ピラー上部とピラー下部との接合強度が低下する。
しかし、本発明では、前述のように、ピラー上部をピラー下部に接合させる際、当該ピラー上部をピラー下部に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって接合させることができる。このように、ピラー上部の移動により当該ピラー上部がピラー下部側の接合部と干渉しないようにすることで、ピラー上部のピラー下部側の接合部への摺接が抑制される。これにより、ピラー下部側の接合部に塗布された接着剤が、車両の組立て時においてピラー上部によって掻き取られることを抑制することができる。
さらに、外側接合部では、当該フランジ部がピラー下部に接合されているため、ピラー上部の車両上下方向の下部、特に下端部の形状に関係なく、フランジ部によってピラー上部とピラー下部との接合に必要な面積(接合面積)を確保することができる。
請求項3に記載の車両用ピラー構造は、請求項1又は請求項2に記載の車両用ピラー構造において、前記ピラー上部は中空状に形成され、当該ピラー上部の車両上下方向の下端には底部が設けられている。
請求項3に記載の車両用ピラー構造では、ピラー上部が中空状に形成されている。一方、ピラー上部の車両上下方向の下端には、底部が設けられている。このため、本発明によれば、当該ピラー上部の当該下端が開口とされた場合と比較して、ピラー上部の剛性を向上させることができる。
請求項4に記載の車両用ピラー構造は、請求項3に記載の車両用ピラー構造において、前記ピラー下部には前記底部が接合される座面が設けられている。
請求項4に記載の車両用ピラー構造では、ピラー下部にピラー上部の底部が接合される座面が設けられているため、当該座面にピラー上部の底部を接合させることによって、ピラー上部とピラー下部との間で接合面積を増大させることができる。
請求項5に記載の車両用ピラー構造は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の車両用ピラー構造において、前記ピラー上部側の接合部は炭素繊維強化樹脂で形成されている。
本発明では、ピラー上部は透明な樹脂で形成されているため、ピラー上部とピラー下部との接合部は、当該ピラー上部を通じて視認可能となる。一方、炭素繊維は、一般的に有色であるため、請求項5に記載の車両用ピラー構造では、ピラー上部側の接合部が炭素繊維強化樹脂で形成されることによって、ピラー上部とピラー下部との接合部がピラー上部を通じて見えないようにすることができる。
請求項1に記載の車両用ピラー構造によれば、車両外側への視認性を向上させつつ、ピラー上部とピラー下部との接合部において、車両の側面衝突の際に必要な強度及び剛性を効率よく得ることができる、という優れた効果を有する。
請求項2に記載の車両用ピラー構造によれば、組付性を向上させつつ、接着剤の塗布量の不足を防止又は抑制して、ピラー上部とピラー下部との接合強度を確保することができる、という優れた効果を有する。
請求項3に記載の車両用ピラー構造によれば、ピラー上部自体の剛性を向上させることができ、荷重伝達効率を向上させることができる、という優れた効果を有する。
請求項4に記載の車両用ピラー構造によれば、ピラー上部とピラー下部との間で接合面積を増大させることができ、ピラー上部とピラー下部との接合強度を向上させることができる、という優れた効果を有する。
請求項5に記載の車両用ピラー構造によれば、ピラー上部とピラー下部との接合部が当該ピラー上部を通じて見えないようにすることで、意匠性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
第1の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用された車両のキャビン内の前部を示す模式的な平面図である。 第1の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用された車両の全体を左側から見て示す側面図である。 図2において、隠れ線で示した3−3線に沿って運転者から見て右側のフロントピラーを切断した状態を示す断面図である。 図2において、4−4線に沿って運転者から見て左側のフロントピラーを切断した状態を示す切断された状態を示す断面図である。 第1の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用されたピラー上部及びピラー下部を示す分解斜視図である。 第1の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用されたピラー上部がピラー下部に接合された状態を示す斜視図である。 第2の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用されたピラー上部及びピラー下部を示す図4に対応する断面図である。 第2の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用されたピラー上部及びピラー下部を示す図5に対応する分解斜視図である。 第2の実施形態に係る車両用ピラー構造が適用されたピラー上部がピラー下部に接合された状態を示す図6に対応する斜視図である。
以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両用ピラー構造10について説明する。なお、図面において、適宜示される矢印FRは、車両用ピラー構造10が適用された自動車(車両)12の車両前側を示し、矢印UPは車両上側を示し、矢印OUTは車両幅方向の外側を示している。また、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両左右方向(車両幅方向)の左右、を示すものとする。
<第1実施形態>
(車両用ピラー構造の構成)
まず、本実施の形態に係る車両用ピラー構造10が適用された車両の概略構成について説明する。図1には、車両12におけるキャビン(車室)14内の前部が模式的な平面図にて示されている。この図に示されるように、車両12は、右ハンドル仕様の車両とされており、キャビン14の前部における右側部には、運転席用の車両用シート16が配設されている。
この車両用シート16は、乗員P(以下、「運転者P」という)が着座するシートクッション16Aと、運転者Pの背部を支えるシートバック16Bと、を含んで構成されており、シートバック16Bの下端部がシートクッション16Aの後端部に連結されている。また、キャビン14の前部における左側部には、助手席用の車両用シート18が配設されている。この車両用シート18は、車両用シート16と同様、シートクッション18Aとシートバック18Bとを含んで構成されている。
また、車両12のキャビン14の前端部には、ウィンドシールドガラス20が設けられている。このウィンドシールドガラス20は、透明板状に形成されると共に、図2に示されるように、車両側面視で上側へ向かうに従い後側へ傾斜して配置されている。図1に示されるように、ウィンドシールドガラス20は、車両幅方向の中央部が前側へ向かって若干膨らむ湾曲形状に形成されており、ウィンドシールドガラス20の車両幅方向の外側端部20Aは、フロントピラー21の上部側を構成する後述するピラー上部22に保持されている。
ウィンドシールドガラス20の下端部20Bは、車両幅方向に沿って延在されたカウル24に接着剤(図示省略)で固定されている。当該カウル24は、金属で形成されており、キャビン14の前部を構成する図示しないダッシュパネルの上端部に沿って配設されている。また、ウィンドシールドガラス20の上端部20Cは、キャビン14の上部を構成するルーフ26の前端部において、車両幅方向に沿って配設されたフロントヘッダ28に接着剤(図示省略)で固定されている。
また、当該キャビン14の側部には、透明の板状のサイドドアガラス30が設けられている。そして、サイドドアガラス30の前端部30Aとウィンドシールドガラス20の車両幅方向の外側端部20Aとの間に、ピラー上部22が配設されている。なお、当該ピラー上部22は、ウィンドシールドガラス20の車両幅方向の両側に一対設けられている。
ここで、本実施形態では、当該ピラー上部22は、ポリカーボネート等の透明樹脂で形成されており、上述のように、ウィンドシールドガラス20の車両幅方向の外側端部20Aに沿って延在されている。このため、ピラー上部22は、車両側面視で上側へ向かうにつれて後側へ傾斜して配置されると共に、運転者Pから見て、左右斜め前側に配置されている。
ところで、図3には、図2において車両右側のフロントピラー21における3−3線に沿って切断された断面図が示されており、図4には、図2において車両左側のフロントピラー21における4−4線に沿って切断された断面図が示されている。これらの図に示されるように、フロントピラー21の上部側を構成するピラー上部22は、当該ピラー上部22の長手方向に沿って貫通する中空部22Aを有する中空構造とされている。
図3に示されるように、ピラー上部22の略全体を構成するピラー上部本体23は、車両外側35の壁部を構成する外側壁36と、キャビン14側の壁部を構成する内側壁38と、を含んで構成されている。そして、外側壁36と内側壁38は略車両幅方向に対向して配置されている。また、ピラー上部本体23は、外側壁36及び内側壁38を連結する一対の側壁40、42を有しており、一対の側壁40、42が略車両前後方向に対向するように配置されている。
そして、側壁40には、ウィンドシールドガラス20を保持するための保持部40Aが形成されている。保持部40Aは、平断面視で、前側且つ車両幅方向の内側へ開放された略逆L字形状に形成されると共に、外側壁36及び内側壁38の車両幅方向の内側端に対してピラー上部本体23の中空部22Aによる閉断面部32の内側へ張出されている。また、保持部40Aにおける内側壁38に接続される壁部は、ウィンドシールドガラス20を保持する保持壁40A1とされており、保持壁40A1は、平断面視で、略前後方向を板厚方向にして配置されている。
当該保持壁40A1の前面には、接着剤50が塗布されており、当該接着剤50を介して、ウィンドシールドガラス20の車両幅方向の外側端部20Aが保持されている。さらに、ウィンドシールドガラス20の車両幅方向の外側端部20Aと保持壁40A1との間には、接着剤50に対して車両幅方向の外側の位置において、シール材52が配設されている。そして、当該シール材52によってウィンドシールドガラス20と保持壁40A1との間の隙間がシールされるようになっている。
一方、ピラー上部本体23における車両幅方向の外側(換言すると、サイドドアガラス30側)の側壁42には、保持部42Aが形成されている。保持部42Aは、平断面視で、後側且つ車両幅方向の外側へ開放された略L字形状に形成されると共に、外側壁36及び内側壁38の車両幅方向の外側端に対してピラー上部本体23の閉断面部32の内側へ張出されている。
また、保持部42Aには、帯状のステンレス鋼等を折り曲げて形成されたリテーナ54が設けられており、当該リテーナ54は平断面視で車両幅方向の外側且つ後側へ開口された略U字状に形成されている。そして、当該リテーナ54の底壁が、外側壁36に接続された保持部42Aの壁部に、図示しないネジ等の締結部材によって固定されており、当該リテーナ54にドアシール56が装着されている。これにより、ドアシール56が、リテーナ54を介して保持部42Aに保持されると共に、サイドドアガラス30の前端部30Aがドアシール56を介して保持部42Aに保持される構成となっている。
なお、本実施形態では、図5に示されるように、ピラー上部22において、ピラー上部本体23の中空部22Aは、平断面視で略車両前後方向に沿った方向を長手方向とする略楕円形状の閉断面部32を構成し当該閉断面部32の面積は、ピラー上部本体23の下方側へ向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。そして、図4に示されるように、ピラー上部本体23の下端には、中空部22Aを閉塞する底部34が設けられている。
ここで、本実施の形態に係る車両用ピラー構造10の要部となるフロントピラー21の上部側を構成するピラー上部22とフロントピラー21の下部側を構成するピラー下部58との接合部64について説明する。なお、この接合部64において、ピラー上部22側は接合部64Aとし、ピラー下部58側は接合部64Bとして説明する。また、ここでは、車両左側のフロントピラー21が図示されているが、車両右側のフロントピラー21においてもこれと略同じである。
図4及び図6に示されるように、本実施形態では、ピラー上部22の下端部22Bは、接着剤62を介してピラー下部58に接合されている。なお、図6では接合部64をドットで示している。また、ピラー下部58は、主にフロントピラーロア(以下、「ピラーロア」という)60によって構成されており、車両走行中に路面から入力される外力が比較的大きいため剛性の高い金属材料で形成されている。
また、図5に示されるように、本実施形態では、ピラー上部22の下端22B1において、外側壁36の下端36A1の方が内側壁38の下端38A1よりも下方側へ延びている。ここで、ピラー上部22は、当該ピラー上部22の略全体を構成するピラー上部本体23とフランジ部68とを含んで構成されており、当該フランジ部68はピラー上部本体23の外側壁36の下端36A1の後部側から垂下されている。
ピラー上部22に設けられたフランジ部68は、車両側面視で略矩形状を成しており、フランジ部68の下端側には、車両前後方向に沿って一対の孔部68Aが形成され、当該孔部68Aにはボルト70(図4参照)が挿通可能とされている。
一方、ピラー下部58を構成するピラーロア60は、車両幅方向の外側に配置されたフロントピラーアウタロア(以下、「ピラーアウタロア」という)72と、当該ピラーアウタロア72の車両幅方向の内側に配置されたフロントピラーインナロア(以下、「ピラーインナロア」という)74と、を含んで構成されている。
ピラーアウタロア72は、略水平方向に沿って切断された断面形状が車両幅方向の内側へ開放された略ハット型形状を成している。そして、ピラーアウタロア72は、車両幅方向の外側の壁部を構成する外側壁72Aと、車両前後方向前側の壁部を構成する前側壁72Bと、車両前後方向後側の壁部を構成する後側壁72Cと、を含んで構成されている。そして、前側壁72Bの車両幅方向の内端からは前方へ向かって前フランジ部72B1が張り出しており、後側壁72Cの車両幅方向の内端からは後方へ向かって後フランジ部72C1が張り出している。
これに対して、ピラーインナロア74は、略平板状を成しており、ピラーアウタロア72の外側壁72Aと対向して配置され、ピラーアウタロア72の前フランジ部72B1及び後フランジ部72C1が、例えば溶接によりピラーインナロア74に接合されている。以下、溶接による接合については接着剤などによる接合と区別するため「溶接接合」と記載し、溶接による接合部を×印で示す(図5及び図8参照)。
このように、ピラーインナロア74及びピラーアウタロア72が溶接接合されることにより、当該ピラーインナロア74とピラーアウタロア72との間で閉断面部76が構成される。なお、ピラーインナロア74の上端75は、ピラーアウタロア72の上端73よりも上側へ張り出している。
また、ピラーアウタロア72の車両幅方向の外側には、当該ピラーアウタロア72を覆うようにして金属製のサイドアウタパネル(以下、「サイメンアウタ」という)78が設けられている。このサイメンアウタ78は、ピラーロア60と同様、ピラー下部58の一部を成している。
当該サイメンアウタ78は、ピラーアウタロア72の外側壁72A、前側壁72B、後側壁72C、前フランジ部72B1及び後フランジ部72C1にそれぞれ重なる外側壁78A、前側壁78B、後側壁78C、前フランジ部78B1及び後フランジ部78C1を含んで構成されている。そして、サイメンアウタ78の上端79は、ピラーアウタロア72の上端73と略同じ高さとなっている。
また、サイメンアウタ78の外側壁78A及びピラーアウタロア72の外側壁72Aの後部には、当該外側壁78A、72Aの上部において、車両側面視で略L字状に切り欠く切欠き部80、82がそれぞれ形成されている。なお、当該切欠き部80、82は、それぞれサイメンアウタ78の後側壁78C、後フランジ部78C1、ピラーアウタロア72の外側壁72A、後フランジ部72C1に亘って形成されている。
また、図4に示されるように、サイメンアウタ78の外側壁78A及びピラーアウタロア72の外側壁72Aの上部は、ピラー上部22のフランジ部68の下端側が重なる位置とされており、この位置には車両側面視で略矩形状を成し車両幅方向の内側へ向かって凹む凹部84、86がそれぞれ形成されている。
この凹部84、86には、車両前後方向に沿って一対の孔部88が形成されており、当該孔部88にはボルト70が挿通可能とされている。一方、ピラーアウタロア72の外側壁72Aには、ウェルドナット71が設けられており、当該ウェルドナット71にはボルト70が螺合可能とされている。なお、凹部84、86は必ずしも必要ではない。
一方、図5に示されるように、ピラー下部58側において、ピラーロア60の前方側には、車両前部に設けられたパワーユニットルーム90内における車両幅方向の外側に車両前後方向に沿って配設されたエプロンアッパメンバ92が溶接接合されている。
このエプロンアッパメンバ92は、車両上下方向及び車両幅方向に沿って切断された断面形状が略矩形状を成しており、閉断面構造とされている。そして、エプロンアッパメンバ92は、例えば、車両幅方向の外側の壁部を構成する外側壁92Aと、当該外側壁92Aと対向し車両幅方向の内側の壁部を構成する内側壁92Bと、を含んで構成されている。
また、エプロンアッパメンバ92は、車両上下方向の上側の壁部を構成する上側壁92Cと、当該上側壁92Cと対向し車両上下方向の下側の壁部を構成する下側壁92Dと、をさらに含んでおり、下側壁92Dと内側壁92Bは一枚の板材を屈曲させて形成されている。
つまり、エプロンアッパメンバ92は、ここでは3枚の板材で構成されており、エプロンアッパメンバ92の上側壁92C及び下側壁92Dの車両幅方向の外側の外端部92C1、92D1には、外側壁92Aが溶接接合されている。そして、外側壁92Aの後端部92A1は、サイメンアウタ78の車両幅方向の外側を構成する外側壁78Aに溶接接合されている。また、上側壁92Cの車両幅方向の内側の内端部92C2は、内側壁92Bに溶接接合されている。そして、この内側壁92Bの車両幅方向の内側は、金属で形成されたカウル24の車両幅方向の外端部24Aに溶接接合されている。
なお、本実施形態では、エプロンアッパメンバ92において、外側壁92A、内側壁92B、上側壁92C及び下側壁92Dは、3枚の板材で構成されているが、閉断面構造を形成することができれば良いため、これに限るものではない。例えば、4枚の板材を互いに溶接接合させて閉断面構造を形成してもよい(図8参照)。
また、エプロンアッパメンバ92の上側壁92Cの後端からは縦壁部92Eが立設しており、縦壁部92Eの上端93の位置は、ピラーアウタロア72の上端73の位置に合わせて形成されている。つまり、縦壁部92Eの上端93は、ピラーインナロア74の上端75よりも下側に配置されている。
また、縦壁部92Eは、車両幅方向の外側へ向かうにつれて後方側へ向かって円弧状に湾曲しており、縦壁部92Eの車両幅方向の内側の内端部92E1は、上側壁92Cの内端部92C2と連続して形成されており、内側壁92Bに溶接接合されている。また、縦壁部92Eの車両幅方向の外側の外端部92E2は、サイメンアウタ78の外側壁78Aに溶接接合されている。
つまり、ここでは、ピラー下部58側において、サイメンアウタ78の車両前後方向の前側を構成する前側壁78Bとエプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eとの間で閉断面部94が構成されている。そして、当該閉断面部94とピラーインナロア74とピラーアウタロア72との間で形成された閉断面部76とが車両前後で一体となって閉断面部95が形成される。
ここで、ピラーインナロア74の上端部74A(ピラー下部側の接合部の一部)における車両幅方向の外側には、ピラー上部22の内側壁38の下端部38A(ピラー側の接合部の一部)における車両幅方向の内側が当接可能とされている。そして、当該ピラーインナロア74の上端部74Aには接着剤62が塗布される(図6参照)。この接着剤62を介してピラー上部22の内側壁38の下端部38Aがピラーインナロア74の上端部74Aに接合されるようになっている(内側接合部63)。
また、エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eにおける上端部92E3(ピラー下部側の接合部の一部)における前面側には、ピラー上部22の外側壁36の下端部36A(ピラー側の接合部の一部)における車両幅方向の内側が当接可能とされている。そして、当該エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3には接着剤62が塗布される(図6参照)。この接着剤62を介してピラー上部22の外側壁36の下端部36Aがエプロンアッパメンバ92の上端部92E3に接合されるようになっている(外側接合部65)。
さらに、サイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80A(ピラー下部側の接合部の一部)における車両幅方向の外側には、ピラー上部22に設けられたフランジ部68(ピラー側の接合部の一部)における車両幅方向の内側が当接可能とされている。そして、当該サイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aには接着剤62が塗布される(図6参照)。この接着剤62を介してピラー上部22の外側壁36がサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aに接合されるようになっている(外側接合部65)。
すなわち、ピラー上部22側の接合部64Aは、内側壁38の下端部38A、外側壁36の下端部36A及びフランジ部68によって構成されている。また、ピラー下部58側の接合部64Bは、ピラーインナロア74の上端部74A、エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3及びサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aによって構成されている。
そして、ここでは、ピラー上部22の内側壁38の下端部38Aとピラーインナロア74の上端部74Aとの接合部が内側接合部63である。また、ピラー上部22の外側壁36の下端部36Aとエプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3との接合部、ピラー上部22のフランジ部68とサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aとの接合部が外側接合部65である。
また、ピラー下部58において、車両幅方向の内側に位置するピラーインナロア74の上端部74Aの方が、車両幅方向の外側に位置するエプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3やサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aよりも上方側に配置されている。
つまり、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64の高さにおいて、内側接合部63の方が外側接合部65よりも上方側に設けられている。そして、ピラー下部58では、ピラーインナロア74の上端部74A、エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3及びサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aは、車両側面視で互いに重ならないように設定されている。
また、本実施形態では、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64において、ピラー上部22側では、フランジ部68を含めピラー上部22の下端部22Bによって接合部64Aが設けられている。すなわち、ピラー上部22側では当該ピラー上部22の内面側及び外面側を含めピラー上部22の形状に沿って接合部64Aが略連続して形成され、ピラー上部22側の接合部64Aは、スムーズに徐変されながら円弧状に形成されている。一方、ピラー下部58側では、ピラーインナロア74、エプロンアッパメンバ92及びサイメンアウタ78によって接合部64Bが設けられており、当該接合部64Bはピラー上部22側の接合部64Aと略同じ形状を成して略連続して形成されている。
また、ピラー上部22側の接合部64Aは、炭素繊維強化樹脂で形成されてもよい。なお、ピラー上部22の下端に底部34が設けられている場合は、当該底部34も炭素繊維強化樹脂で形成されてもよい。
(車両用ピラー構造の作用・効果)
次に、本実施の形態に係る車両用ピラー構造の作用・効果について説明する。図4〜図6に示される本実施形態では、ピラー上部22が透明樹脂で形成されている。一般に、運転者P(図1参照)に対して右斜め前側(車両外側)の視界がピラー上部22によって遮られた領域が死角領域BSとなる。しかし、本実施形態では、前述のように、ピラー上部22が透明樹脂で形成されているため、運転者Pは当該ピラー上部22を介して死角領域BSに存在する対象物を視認できる。つまり、本実施形態によれば、ピラー上部22の車両外側への視認性を向上させることができる。また、ピラー上部22を樹脂で形成することによって、車両12の軽量化を図ることができる。
また、本実施形態では、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64において、ピラーインナロア74の上端部74Aの方が、車両幅方向の外側に位置するエプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3やサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aよりも上方側に配置されている。つまり、ピラー上部22側の接合部64Aにおいて、車両幅方向の内側(内側接合部63)の高さが外側(外側接合部65)の高さよりも上方側に配置され、当該外側接合部65の高さと内側接合部63の高さが異なっている。
このため、図4に示されるように、車両12の側突により車両側部に入力された衝突荷重(F)によってフロントピラー21に作用する並進力(f)は、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64において外側接合部65及び内側接合部63によって車両上下方向の上下に分かれて伝達される。つまり、フロントピラー21に入力された衝突荷重(F)による並進力(f)は、ピラー上部22及び外側接合部65からピラー下部58に伝達される荷重による並進力(f1)とピラー上部22及び内側接合部63からピラー下部58に伝達される荷重による並進力(f2)に分散されて、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64に作用する。したがって、外側接合部65に作用する並進力(f1)及び内側接合部63に作用する並進力(f2)は、車両12の側突によりフロントピラー21に作用する並進力(f)よりもそれぞれ小さくなる(f1<f、f2<f)。
これに対して、図示はしないが、例えば、フロントピラーを構成するピラー上部とピラー下部との接合部において、外側接合部の高さと内側接合部の高さが略同じ場合、当該外側接合部に作用する並進力、内側接合部に作用する並進力は、車両の側突によりフロントピラーに作用する並進力と略同じ大きさとなる。この場合において、当該接合部における車両の側突の際に必要な強度及び剛性について検討すると、当該接合部における外側接合部、内側接合部では、フロントピラーに作用する並進力と略同じ大きさの並進力がそれぞれ作用するため、当該接合部では、フロントピラーに作用する並進力に耐え得る強度及び剛性が必要となる。
一方、本実施形態では、前述のように、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64において、外側接合部65、内側接合部63にそれぞれ作用する並進力(f1、f2)は、フロントピラー21に作用する並進力(f)よりも小さくなる。したがって、当該接合部64では、フロントピラー21に作用する並進力(f)よりも小さい並進力(f1、f2)として、当該並進力(f1、f2)に耐え得る強度及び剛性を得ることができればよいこととなる。
したがって、本実施形態の車両用ピラー構造10によれば、車両外側への視認性を向上させつつ、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64において、車両12の側突の際に必要な強度及び剛性を効率よく得ることができる。
また、前述のように、本実施形態では、ピラー上部22側の接合部64Aにおいて、内側接合部63の高さと外側接合部65の高さが異なることにより、フロントピラー21に作用する並進力(f)は、車両上下方向の上下に分散される。これにより、内側接合部63及び外側接合部65に作用する並進力(f1、f2)はそれぞれ小さくなる。したがって、ピラー上部22において当該接合部64を起点として作用する車両幅方向の内側へ向かう曲げモーメントは小さくなり、当該曲げモーメントによるピラー上部22の変形を抑制することができる。
また、本実施形態では、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64の高さにおいて、外側接合部65よりも内側接合部63の方が上方側に設けられている。このため、本実施形態では、車両12の組立て時に、ピラー上部22をピラー下部58に対して矢印A方向に沿って車両幅方向の外側から内側へ向かって移動させても、ピラー上部22がピラー下部58側の接合部64に到達する過程(移動軌跡上)で当該ピラー上部22がピラー下部58と干渉しないようにすることができる。
具体的には、本実施形態では、図4〜図6に示すピラー上部22は、外側壁36の下端部36Aの位置が内側壁38の下端部38Aよりも下方側となるように形成されている。また、ピラー下部58側のピラーインナロア74の上端部74A、エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3及びサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aは、車両側面視で互いに重ならないように設定されている。このため、本実施形態では、ピラー上部22をピラー下部58に接合させる際、当該ピラー上部22をピラー下部58に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって接合させることができる。
このように、車両12の組立て時に、ピラー上部22をピラー下部58の車両幅方向の外側から内側へ向かって矢印A方向に沿って移動させると、ピラー上部22の内側壁38がピラーインナロア74の上端部74Aに当接する。また、ピラー上部22の外側壁36がエプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3に当接し、ピラー上部22のフランジ部68がサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aに当接する。
一方、ピラー下部58側のピラーインナロア74の上端部74A、エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3及びサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aには、それぞれ接着剤62が塗布されている。このため、当該接着剤62を介してピラー上部22の内側壁38の下端部38A、外側壁36の下端部36A及びフランジ部68が、これらの部材にそれぞれ接合される。加えて、ピラー上部22のフランジ部68を介して、当該ピラー上部22、サイメンアウタ78及びピラーアウタロア72は、ボルト70及びウェルドナット71によって締結結合される。
例えば、図示はしないが、ピラー上部をピラー下部に対して上方側から下方側へ向かって接合させる(嵌め込む)場合、ピラー上部の組付け時の移動方向はピラー下部側の接合部に対して略平行となる方向になるため、ピラー上部はピラー下部側の接合部を車両上下方向に沿って摺接することになる。これにより、例えば、ピラー上部が接着剤を介してピラー下部に接合される場合、ピラー下部に塗布された接着剤はピラー上部によって掻き取られることとなる。その結果、接合部に残る接着剤の量は減り、ピラー上部とピラー下部との接合強度は低下する。
これに対して、本実施形態では、前述のように、ピラー上部22をピラー下部58に接合させる際、当該ピラー上部22をピラー下部58に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって接合させることができる。この場合、ピラー上部22の組付け時の移動方向(矢印A方向)はピラー下部58側の接合部64Bに対して略直交する方向となり、ピラー上部22の移動により当該ピラー上部22がピラー下部58側の接合部64Bと干渉しないようにすることでピラー上部22のピラー下部58側の接合部64Bへの摺接が抑制される。
したがって、本実施形態によれば、ピラー下部58側の接合部64Bに塗布された接着剤62が、車両12の組立て時においてピラー上部22によって掻き取られることを抑制することができる。つまり、本実施形態では、ピラー上部22をピラー下部58に対して車両幅方向の外側から内側へ向かって接合させるため、組付性を向上させつつ、接着剤62の塗布量の不足を防止又は抑制し、ピラー上部22とピラー下部58との接合強度を確保することができる。
このため、ピラー上部とピラー下部との接合部における接着剤の塗布量が不足した場合と比較して、本実施形態では、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64における強度及び剛性を向上させることができる。これにより、ピラー上部22とピラー下部58との間で荷重伝達効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、ピラー上部22の外側壁36の後部下端からフランジ部68が垂下され、当該フランジ部68がピラー下部58に接合されている。このため、ピラー上部22の下端部22Bにおいて、その形状に関係なく、フランジ部68によってピラー下部58との接合に必要な接合面積を確保することができ、当該ピラー上部22とピラー下部58との接合強度を確保することができる。見方を変えれば、ピラー上部22の下端部22Bの形状によっては、当該フランジ部68は必ずしも必要ではないといえる。
さらに、本実施形態では、ピラー下部58側の接合部64Bに対してピラー上部22の組付け時の移動方向(矢印A方向)が略直交する方向となっている。つまり、ピラー下部58側の接合部64Bに対してピラー上部22の組付け時の移動方向が、当該略直交する方向から前後に振れて鋭角をなす方向とならないようにしている。これにより、ピラー上部22をピラー下部58に接合させる際、ピラー上部22側の接合部64Aがピラー下部58側の接合部64Bを摺接しないようにすることができる。その結果、ピラー下部58側の接合部64Bにおいて、接着剤62が掻き取られないようにすることができ、当該接着剤62の塗布量の不足を防止又は抑制することができる。
また、本実施形態では、ピラー上部22の下端には、ピラー上部22の中空部22Aを閉塞する底部34が設けられている。このため、図示はしないが、ピラー上部の下端が開口とされた場合と比較して、ピラー上部22の剛性を向上させることができる。このため、ピラー上部22とピラー下部58との間で荷重伝達効率を向上させることができる。但し、ピラー上部22の要求性能によっては、この底部34は必ずしも必要ではない。
また、本実施形態では、ピラー上部22側の接合部64Aは、炭素繊維強化樹脂で形成されてもよい。ピラー上部22は透明樹脂で形成されているため、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64は、当該ピラー上部22を通じて視認可能となる。一方、炭素繊維は、一般的に有色であるため、ピラー上部22側の接合部64Aが炭素繊維強化樹脂で形成されることによって、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64を当該ピラー上部22を通じて見えないようにすることができる。これにより、当該フロントピラー21を含む車両において意匠性を向上させることができる。
また、ピラー上部22側の接合部64Aが炭素繊維強化樹脂で形成されることによって、当該接合部64Aが補強される。なお、当該接合部64Aは、必ずしも炭素繊維強化樹脂で形成される必要はない。また、当該接合部64Aは、炭素繊維が含まれない有色の樹脂で形成されてもよいし、また、炭素繊維に代えてガラス繊維強化樹脂であってもよい。さらに、ピラー上部22側の接合部64A以外の部位において、部分的に炭素繊維強化樹脂で形成されてもよい。これにより、ピラー上部22において強度及び剛性をさらに向上させることができる。
さらに、本実施形態では、ピラー上部22側の接合部64Aは、内側壁38の下端部38A、外側壁36の下端部36A及びフランジ部68によって構成されている。つまり、当該接合部64Aは、ピラー上部22の外形に沿って連続してスムーズに徐変されながら形成されている。一方、ピラー下部58側の接合部64Bは、ピラーインナロア74の上端部74A、エプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eの上端部92E3及びサイメンアウタ78の切欠き部80の周辺部80Aによって構成されている。そして、当該接合部64Bは、ピラー上部22側の接合部64Aと略同じ形状を成して連続して形成されている。このため、ピラー上部22とピラー下部58との接合部64において、強度及び剛性を向上させることができる。これにより、ピラー上部22とピラー下部58との間で荷重伝達効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、ピラー下部58側において、サイメンアウタ78の前側壁78Bとエプロンアッパメンバ92の縦壁部92Eとの間で閉断面部94が構成されている。この閉断面部94とピラーインナロア74とピラーアウタロア72との間で形成された閉断面部76とで閉断面部95が形成され、当該閉断面部95はピラー上部22の下端部22B側で形成される閉断面部32と略同じ形状を成している。なお、閉断面部95は、サイメンアウタ78の前側壁78Bによって、車両前後方向に区画されており、これにより、ピラー下部58側の接合部64において強度及び剛性を向上させることができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同等の作用を有する部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は適宜省略する。
本実施形態では、図7〜図9に示されるように、フロントピラー98を構成するピラー上部100の下端には、ピラー上部100の中空部100Aを閉塞する底部102が設けられており、当該底部102は、車両幅方向の外側から内側へ向かうにつれて上方側へ向かって傾斜している。
一方、ピラー下部104側には、ピラー上部100の底部102が接合される座面106が設けられている。当該座面106は車両幅方向の外側から内側へ向かうにつれて上方側へ向かって傾斜しており、座面106と底部102とは略平行となるように形成されている。
具体的に説明すると、座面106はサイメンアウタ108に設けられており、当該座面106は、サイメンアウタ108の外側壁108A、前側壁108B及び後側壁108Cの上端と繋がって形成されている。なお、サイメンアウタ108の内側に重なるピラーアウタロア110においても、当該サイメンアウタ108と同様、ピラーアウタロア110の外側壁110A、前側壁110B及び後側壁110Cの上端と繋がる座面112が設けられている。
また、サイメンアウタ108の座面106の車両幅方向の内側の内端部106Aからは上方へ向かってフランジ部108Dが張り出している。また、ピラーアウタロア110の座面112の車両幅方向の内側の内端部からは上方へ向かってフランジ部110Dが張り出しており、当該フランジ部110Dにはサイメンアウタ108のフランジ部108Dが溶接接合されている。そして、ピラーアウタロア110のフランジ部110Dはピラーインナロア114に溶接接合されている。
本実施形態では、ピラー上部100に底部102が形成され、ピラー下部104側には当該底部102に対して略平行に形成された座面106が設けられている。そして、ピラー上部100をピラー下部104に接合させるとき、当該ピラー上部100の底部102がピラー下部104の座面106に対して面接触可能とされ、底部102が座面106に接着剤116を介して接合部118で接合されるようにしている。これにより、ピラー上部100とピラー下部104との接合面積を増大させることができ、ピラー上部100とピラー下部104との接合強度を向上させることができる。なお、図9では接合部120をドットで示している。
つまり、本実施形態では、ピラー上部100とピラー下部104との接合部120において、その接合面が車両上下方向、車両前後方向に沿った面(外側接合部65及び内側接合部63)だけでなく、車両幅方向に沿った面(接合部118)も有することができる。このように、ピラー上部100では、ピラー下部104との接合部120において接合面の方向を複数設けることによって、複数の入力方向に対して高い接合強度を発揮することができる。
なお、本実施形態では、ピラー上部100の底部102は、車両幅方向の外側から内側へ向かうにつれて上方側へ向かって傾斜しているが、必ずしもこのように傾斜させる必要はない。例えば、当該底部102が略水平方向に沿って設けられても良い。また、ピラー上部100をピラー下部104の車両幅方向の外側から内側へ向かって当該ピラー下部104に接合させない場合、図示はしないが、底部を車両幅方向の外側から内側へ向かうにつれて下方側へ向かって傾斜させてもよい。
また、本実施形態では、ピラー上部100の底部102に対してピラー下部104側には座面106が形成され、当該座面106が底部102に対して略平行に配置されて当該底部102が座面106に接合されるようになっているが、必ずしも両者が接合される必要はない。この場合、座面106と底部102とは、略平行に配置されなくてもよい。
(その他の実施形態)
以上の実施形態では、例えば、図4に示されるように、フロントピラー21において、ピラー上部22は中空構造とされているが、これに限るものではなく中実構造(図示省略)とされてもよい。このように、ピラー上部が中実構造とされた場合、中空構造のものと比べて当該ピラー上部の剛性は高くなるが、ピラー上部を透過する光の屈折によって生じる対象物の歪みは大きくなる。
さらに、本実施形態では、車両用ピラー構造10として、キャビン14の前部に設けられたフロントピラー21について説明したが、フロントピラー21だけでなくキャビン14の後部に設けられたリヤピラー(図示省略)に適用させてもよい。
また、本実施の形態では、車両用ピラー構造10が右ハンドル仕様の車両12に適用されているが、車両用ピラー構造10を左ハンドル仕様の自動車に適用してもよい。
さらにまた、ここでは、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
10 車両用ピラー構造
12 車両
21 フロントピラー
22 ピラー上部
23 ピラー上部本体(ピラー上部の一部)
22A 中空部
34 底部
58 ピラー下部
60 ピラーロア(ピラー下部)
62 接着剤
63 内側接合部
64 接合部
64A 接合部(ピラー上部側の接合部)
64B 接合部(ピラー下部側の接合部)
65 外側接合部
68 フランジ部(ピラー上部の一部)
72 ピラーアウタロア(ピラー下部)
74 ピラーインナロア(ピラー下部)
78 サイメンアウタ(ピラー下部)
92 エプロンアッパメンバ(ピラー下部)
98 フロントピラー
100 ピラー上部
100A 中空部
102 底部
104 ピラー下部
106 座面
108 サイメンアウタ(ピラー下部)
110 ピラーアウタロア(ピラー下部)
114 ピラーインナロア(ピラー下部)
118 接合部
120 接合部

Claims (5)

  1. 車両幅方向の外側において車両上下方向に沿って延在され、透明の樹脂で形成されたピラー上部と、
    前記ピラー上部の車両上下方向の下方側に設けられ、当該ピラー上部が接合された金属製のピラー下部と、
    を備え、
    前記ピラー上部と前記ピラー下部との接合部では、車両幅方向の外側に位置し車両上下方向かつ車両前後方向に沿って設けられた外側接合部の高さが、車両幅方向の内側に位置し車両上下方向かつ車両前後方向に沿って設けられた内側接合部の高さよりも低く設定されている車両用ピラー構造。
  2. 前記ピラー上部は、ピラー上部本体と、前記ピラー上部本体の車両上下方向の下端から垂下されたフランジ部と、を備え、
    前記内側接合部では前記ピラー上部本体が前記ピラー下部に接合され、かつ前記外側接合部では前記フランジ部が前記ピラー下部に接合されている請求項1に記載の車両用ピラー構造。
  3. 前記ピラー上部は中空状に形成され、当該ピラー上部の車両上下方向の下端には底部が設けられている請求項1又は請求項2に記載の車両用ピラー構造。
  4. 前記ピラー下部には前記底部が接合される座面が設けられている請求項3に記載の車両用ピラー構造。
  5. 前記ピラー上部側の接合部は炭素繊維強化樹脂で形成されている請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の車両用ピラー構造。
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