JP6418098B2 - フロントピラー骨格構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロントピラー骨格構造に関する。

下記特許文献１には、フロントピラー骨格構造が開示されている。具体的には、フロントピラーアウタパネルとフロントピラーインナパネルとを有している。フロントピラーインナパネルには、下部の略中央部位に段付ビードが形成されている。この段付ビードによってフロントピラーインナパネルひいてはフロントピラーの剛性が向上される。

特開２０１０−１３０２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成によると、車両衝突時、特に車両前部に対して斜め前方から衝突（以下、この衝突形態を「オブリーク衝突」という）する場合、衝突荷重がフロントピラーの後端に接合されているルーフレールに衝突荷重が伝達する。この結果、フロントピラーの剛性は向上されていることから、ルーフレールにおけるフロントピラーとセンターピラーとの中間の部位等といったフロントピラー以外の部分が折れ、その折れた部位が車両外側へ変位する可能性がある。ルーフレールにおけるフロントピラーとセンターピラーとの中間の部位で折れた場合では、ルーフレールの変位量が大きくなるため、ルーフレールと一体的に接合されているフロントピラーの変位量も大きくなる。フロントピラーが大きく変位すると、フロントピラーに取り付けられているフロントウィンドシールドガラスがフロントピラーから離脱する可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記問題を考慮し、オブリーク衝突時におけるフロントピラーからのフロントウィンドシールドガラスの離脱を抑制させることを目的とする。

請求項１記載の発明に係るフロントピラー骨格構造は、車両最側部に配置されると共に、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされかつフロントウィンドシールドガラスが車両上方から接合された第１フランジが形成されたサイドメンバアウタパネルと、前記サイドメンバアウタパネルの車両幅方向内側に設けられると共に、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされた第２フランジが形成されたフロントピラーアウタパネルと、前記フロントピラーアウタパネルの車両幅方向内側に設けられると共に、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされた第３フランジが形成されたフロントピラーインナパネルと、を有し、前記第３フランジは、前側部と、当該前側部から段差部を介して車両後方へ延在された後側部と、を備えており、前記第１フランジの下面における車両前方側には前記第３フランジの前側部が板厚方向に接合されると共に、前記第１フランジの下面における車両後方側には前記第２フランジが板厚方向に接合されており、前記第２フランジの下面には、前記第３フランジの後側部が板厚方向に接合されており、前記第２フランジの前端部は、フロントピラーの前端部近傍に位置すると共に前記第３フランジの段差部よりも車両後方側に離間して配置されている、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、サイドメンバアウタパネル（以下、「サイメンアウタ」と称する）とフロントピラーアウタパネル（以下、「ピラーアウタ」と称する）とフロントピラーインナパネル（以下、「ピラーインナ」と称する）とでフロントピラー骨格構造が構成されている。ピラーインナの第３フランジは、前側部と、段差部と、後側部とを含んで構成されており、前側部は第１フランジに接合されていると共に後側部は第２フランジに接合されている。つまり、前側部と後側部との間の段差部は、フランジ面直方向で第２フランジの板厚分の段差が形成されている。したがって、オブリーク衝突時に衝突荷重が車両へ入力されると、この段差部をきっかけとして変形する。この際、第２フランジの前端部は、第３フランジの段差部より車両後方側に離間して配置されていることから、第２フランジの前端部と第３フランジの段差部との間には空間が形成されている。このため、衝突時に車両後方へ圧縮されるように変形するピラーインナの第３フランジは、段差部を中心に空間内をストロークしながらフランジ面直方向下方へ凸となるように変形する。また、第３フランジにおける前側部にはサイメンアウタの第１フランジが接合されていることから、この第１フランジも一緒にフランジ面直方向下方へ凸となるように変形する。つまり、第１フランジがフランジ面直方向下方へと変形することで、第１フランジに接合されたフロントウィンドシールドガラスがフランジ面直方向上方、すなわちフロントウィンドシールドガラスの剥離方向へと変位するのを抑制できる。

また、段差部は、第２フランジの前端部よりも車両前方に配置されている。つまり、オブリーク衝突時、フロントピラーは車両前方側で変形する。したがって、衝突荷重がフロントピラーからルーフレールに伝達してルーフレールにおけるフロントピラーとセンターピラーとの中間の部位で折れるのを避けることができるため、フロントピラーの変形量を抑制することができる。このため、フロントウィンドシールドガラスを保持した状態を維持することができる。

請求項１記載の本発明に係るフロントピラー骨格構造は、オブリーク衝突時におけるフロントウィンドシールドガラスの離脱を抑制させることができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係るフロントピラー骨格構造を備えた車両を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。 第１実施形態に係るフロントピラー骨格構造におけるピラーインナを車両幅方向内側から車両幅方向外側へ向かって見た状態を示す斜視図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。 図４に対しオブリーク衝突後の状態を示す拡大断面図である。 （Ａ）は対比例に係るフロントピラー骨格構造を車両幅方向に沿って切断した状態を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対しオブリーク衝突後の状態を示す拡大断面図である。 第２実施形態に係るフロントピラー骨格構造を車両幅方向に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜５を用いて、本発明に係るフロントピラー骨格構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側、矢印ＵＰは車両上下方向上側をそれぞれ示す。

図１に示されるように、車両１０は、フロントウィンドシールドガラス１２と、フロントピラー１４と、を有している。フロントウィンドシールドガラス１２は、ガラスで構成されており、後述するフロントピラー１４及び図示しないルーフレール等に取り付けられている。

図２に示されるように、フロントピラー１４は、サイメンアウタ１６と、ピラーアウタ１８と、ピラーインナ２０と、を含んで構成されている。サイメンアウタ１６は、フロントピラー１４からルーフサイド、センターピラー及びリヤピラー（いずれも不図示）にかけて一体的に車両側部を構成すると共に、車両幅方向に沿って切断した断面形状が車両幅方向内側へ向けて開口した略Ｕ字状に形成されている（不図示）。

サイメンアウタ１６の上端部２２には、第１フランジ２４が形成されている。この第１フランジ２４は、上端部２２から車両幅方向内側へ延設されており、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされている。この第１フランジ２４の車両上側面２６には、接着剤２８を介してフロントウィンドシールドガラス１２が車両上方から接合されている。

ピラーアウタ１８は、サイメンアウタ１６の車両幅方向内側に配置されていると共に、図示しないルーフサイドレールアウタパネルの前端部から車両前方かつ車両下方へ向けて斜めに延設されている。ピラーアウタ１８の前端部３０は、車両側面視で車両下方へ向けたＲ形状に形成されている（図３破線参照）。

ピラーアウタ１８の上端部３２には、第２フランジ３４が形成されている。この第２フランジ３４は、上端部３２から車両幅方向内側へ延設されており、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされている。そして、第２フランジ３４は、第１フランジ２４に板厚方向で接合されている。具体的には、第２フランジ３４の車両上側面が第１フランジ２４の車両下側面と当接するように溶接によって接合されている。なお、第２フランジ３４の前端部３６（図３参照）は、ピラーアウタ１８の前端部３０におけるＲ形状の終端部（Ｒ止まり）の位置に配置されている。

ピラーインナ２０は、ピラーアウタ１８の車両幅方向内側に配置されていると共に、図示しないルーフサイドレールインナパネルの前端部から車両前方かつ車両下方へ向けて斜めに延設されている。また、ピラーインナ２０の上端部３８には、第３フランジ４０が形成されている。この第３フランジ４０は、上端部３８から車両幅方向内側へ延設されており、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされている。また、第３フランジ４０は、図４に示されるように、前側部４１と、前側部４１の後端部から段差部としての傾斜壁部４２を介して車両後方へ延在された後側部４３とを含んで構成されている。

前側部４１は、第３フランジ４０における車両前部を構成している。また、後側部４３は、第３フランジ４０における車両後部を構成している。さらに、傾斜壁部４２は、第３フランジ４０の一部を構成しており、前側部４１と後側部４３との間に配置されている。第３フランジ４０における第２フランジ３４の前端部３６と対応した位置には、後側部４３が設けられている。また、第３フランジ４０における第２フランジ３４の前端部３６と対応した位置から２０ｍｍ車両前方には、傾斜壁部４２の後端部４４が形成されている。つまり、傾斜壁部４２と第２フランジ３４の前端部３６との間には、第２フランジ３４等の延設方向に所定のストローク（２０ｍｍ）を持った空間Ｓが設けられている。そして、傾斜壁部４２の前端部４６より車両前方には、前側部４１が形成されている。

前側部４１は、第１フランジ２４に板厚方向で接合されている。具体的には、前側部４１の車両上側面が第１フランジ２４の車両下側面と当接した状態で溶接によって接合されている。また、後側部４３は、第２フランジ３４に板厚方向で接合されている。具体的には、後側部４３の車両上側面が第２フランジ３４の車両下側面と当接した状態で溶接によって接合されている。したがって、前側部４１と後側部４３とは、フランジ面直方向（略車両上下方向）で第２フランジ３４の板厚分の段差が形成される。本実施形態では、前側部４１の車両下側面と後側部４３の車両下側面とは、フランジ面直方向で１ｍｍ離間されている。そして、傾斜壁部４２は、第３フランジ４０の前側部４１と後側部４３との間を車両後方に向かうに連れて第１フランジ２４と離間するように傾斜されている。

（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ここで、図６に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

図６（Ａ）に示されるように、フロントピラー１００を構成するサイメンアウタ１６の第１フランジ２４の略車両下方には、第２フランジ１０２が設けられている。この第２フランジ１０２は、ピラーアウタ１８の上端部３２から車両幅方向内側へ延設されており、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされている。そして、第２フランジ１０２は、車両上側面が第１フランジ２４の車両下側面と当接した状態で溶接によって接合されている。なお、第２フランジ１０２は第１フランジ２４と略全面に亘って当接されている。

第２フランジ１０２の略車両下方には、第３フランジ１０４が設けられている。この第３フランジ１０４は、ピラーインナ２０の上端部３８から車両幅方向内側へ延設されており、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされている。そして、第３フランジ１０４は、車両上側面が第２フランジ１０２の車両下側面と当接した状態で溶接によって接合されている。なお、第３フランジ１０４は第２フランジ１０２と略全面に亘って当接されている。

対比例の構成によると、車両衝突時、特にオブリーク衝突の場合、車両１０に衝突荷重が入力されると、フロントピラー１００が車両前方から車両後方へ向けて圧縮されるように変形する。これによって、図６（Ｂ）に示されるように、第３フランジ１０４及び第２フランジ１０２がフランジ面直方向（板厚方向）に変形する。この際、第２フランジ１０２に接合されている第１フランジ２４は、第２フランジ１０２におけるフランジ面直方向上方へ凸に変形した部分Ｕの影響を受けてフランジ面直方向上方へと変形する。これにより、第１フランジ２４の車両上側面に接着剤２８を介して固定されたフロントウィンドシールドガラス１２がフランジ面直方向上方、すなわちフロントウィンドシールドガラス１２の剥離方向へと変位することでフロントウィンドシールドガラス１２は第１フランジ２４から剥離する可能性がある。また、第１フランジ２４と第２フランジ１０２と第３フランジ１０４とは、それぞれ略全面に亘って当接されているため、衝突荷重が入力された際の変形位置が一定の位置とならない。

これに対し、本実施形態では、図２に示されるように、サイメンアウタ１６とピラーアウタ１８とピラーインナ２０とでフロントピラー１４が構成されている。ピラーインナ２０の第３フランジ４０は、前側部４１と、傾斜壁部４２と、後側部４３とを含んで構成されており、前側部４１は第１フランジ２４に接合されていると共に後側部４３は第２フランジ３４に接合されている。つまり、前側部４１と後側部４３との間の傾斜壁部４２は、フランジ面直方向で第２フランジ３４の板厚分の段差が形成されている。したがって、オブリーク衝突時に衝突荷重が車両へ入力されると、この傾斜壁部４２をきっかけとして変形する。この際、第２フランジ３４の前端部３６は、第３フランジ４０の傾斜壁部４２より車両後方側に離間して配置されていることから、第２フランジ３４の前端部３６と第３フランジ４０の傾斜壁部４２との間には空間Ｓが形成されている。このため、衝突時に車両後方へ圧縮されるように変形するピラーインナ２０の第３フランジ４０は、図５に示されるように、傾斜壁部４２を中心に空間Ｓ内をストロークしながらフランジ面直方向下方へ凸となるように変形する。また、第３フランジ４０における前側部４１にはサイメンアウタ１６の第１フランジ２４が接合されていることから、この第１フランジ２４も一緒にフランジ面直方向下方へ凸となるように変形する。つまり、第１フランジ２４がフランジ面直方向下方へと変形することで、第１フランジ２４に接合されたフロントウィンドシールドガラス１２がフランジ面直方向上方、すなわちフロントウィンドシールドガラス１２の剥離方向へと変位するのを抑制できる。

また、傾斜壁部４２は、第２フランジ３４の前端部３６よりも車両前方に配置されている。つまり、オブリーク衝突時、フロントピラー１４は車両前方側で変形する。したがって、衝突荷重がフロントピラー１４からルーフレール（不図示）に伝達してルーフレールにおけるフロントピラー１４とセンターピラー（不図示）との中間の部位で折れるのを避けることができるため、フロントピラー１４の変形量を抑制することができる。このため、フロントウィンドシールドガラス１２を保持した状態を維持することができる。これにより、オブリーク衝突時におけるフロントウィンドシールドガラス１２の離脱を抑制させることができる。

なお、第２フランジ３４の前端部３６と傾斜壁部４２の後端部４４との間は、２０ｍｍ離間された構成とされている。これによって、サイメンアウタ１６及びピラーインナ２０の変形モードを一定にさせることが可能となる。すなわち、２０ｍｍ以上離間した場合では、サイメンアウタ１６及びピラーインナ２０の変形代が大きくなるため、変形モードが一定とならずにフランジ面直方向上方へ凸となるように変形する可能性がある。しかし、２０ｍｍ離間された構成とすることで、変形代が大きくならずに変形モードを一定にさせることができる。

（第２実施形態）
次に、図７を用いて、本発明の第２実施形態に係るフロントピラー骨格構造について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図７に示されるように、この第２実施形態に係るフロントピラー骨格構造は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、傾斜壁部４８と後側部５０との間に変形促進部５２が形成されている点に特徴がある。

すなわち、ピラーインナ５４に形成された第３フランジ５８は、前側部４１と後側部５０と段差部としての傾斜壁部４８と変形促進部５２とを含んで構成されている。

後側部５０は、上端部３８（図２参照）から車両幅方向内側へ延設されており、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状に形成されている。そして、後側部５０は、第３フランジ５８における車両後部を構成している。さらに、傾斜壁部４８は、第３フランジ５８の一部を構成しており、前側部４１と後側部５０との間に配置されている。第３フランジ５８における第２フランジ３４の前端部３６と対応した位置には、後側部５０が設けられている。また、第３フランジ５８における第２フランジ３４の前端部３６と対応した位置から２０ｍｍ車両前方には、傾斜壁部４８の後端部５７が配置されている。この第３フランジ５８における第２フランジ３４の前端部３６と対応した位置と傾斜壁部４８の後端部５７との間には、フランジ面直方向下方へ凸となるように湾曲された変形促進部５２が形成されている。つまり、傾斜壁部４８と第２フランジ３４の前端部３６との間には、第２フランジ３４等の延設方向に所定のストローク（２０ｍｍ）を持った空間Ｓが設けられている。そして、傾斜壁部４８の前端部５９より車両前方には、前側部４１が形成されている。

後側部５０は、車両上側面が第２フランジ３４の車両下側面と当接した状態で溶接によって接合されている。したがって、前側部４１と後側部５０とは、フランジ面直方向で第２フランジ３４の板厚分の段差が形成される。本実施形態では、前側部４１の車両下側面と後側部５０の車両下側面とは、フランジ面直方向で１ｍｍ離間されている。そして、傾斜壁部４８は、第３フランジ５８の前側部４１と後側部５０との間を車両後方に向かうに連れて第１フランジ２４と離間するように傾斜されている。

（第２実施形態の作用・効果）
次に、第２実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態においても、前述した第１実施形態と同様に、サイメンアウタ１６とピラーアウタ１８とピラーインナ５４とでフロントピラー５５が構成されている。ピラーインナ５４の第３フランジ５８は、前側部４１と、傾斜壁部４８と、後側部５０とを含んで構成されており、前側部４１は第１フランジ２４に接合されていると共に後側部５０は第２フランジ３４に接合されている。つまり、前側部４１と後側部５０との間の傾斜壁部４８は、フランジ面直方向で第２フランジ３４の板厚分の段差が形成されている。したがって、オブリーク衝突時に衝突荷重が車両へ入力されると、この傾斜壁部４８をきっかけとして変形する。この際、第２フランジ３４の前端部３６は、第３フランジ５８の傾斜壁部４８より車両後方側に離間して配置されていることから、第２フランジ３４の前端部３６と第３フランジ５８の傾斜壁部４８との間には空間Ｓが形成されている。このため、衝突時に車両後方へ圧縮されるように変形するピラーインナ５４の第３フランジ５８は、傾斜壁部４８を中心に空間Ｓ内をストロークしながらフランジ面直方向下方へ凸となるように変形する。また、第３フランジ５８における前側部４１にはサイメンアウタ１６の第１フランジ２４が接合されていることから、この第１フランジ２４も一緒にフランジ面直方向下方へ凸となるように変形する。つまり、第１フランジ２４がフランジ面直方向下方へと変形することで、第１フランジ２４に接合されたフロントウィンドシールドガラス１２がフランジ面直方向上方、すなわちフロントウィンドシールドガラス１２の剥離方向へと変位するのを抑制できる。

また、傾斜壁部４８は、第２フランジ３４の前端部３６よりも車両前方に配置されている。つまり、オブリーク衝突時、フロントピラー５５は車両前方側で変形する。したがって、衝突荷重がフロントピラー５５からルーフレール（不図示）に伝達してルーフレールにおけるフロントピラー５５とセンターピラー（不図示）との中間の部位で折れるのを避けることができるため、フロントピラー５５の変形量を抑制することができる。このため、フロントウィンドシールドガラス１２を保持した状態を維持することができる。これにより、オブリーク衝突時におけるフロントウィンドシールドガラス１２の離脱を抑制させることができる。

なお、第２フランジ３４の前端部３６と傾斜壁部４８の後端部５７との間は、空間Ｓによって２０ｍｍ離間された構成とされている。これによって、サイメンアウタ１６及びピラーインナ５４の変形モードを一定にさせることが可能となる。すなわち、２０ｍｍ以上離間した場合では、サイメンアウタ１６及びピラーインナ５４の変形代が大きくなるため、変形モードが一定とならずにフランジ面直方向上方へ凸となるように変形する可能性がある。しかし、２０ｍｍ離間された構成とすることで、変形代が大きくならずに変形モードを一定にさせることができる。

また、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、第２フランジ３４の前端部３６と傾斜壁部４２、４８の後端部４４、５７との間は、空間Ｓによって２０ｍｍ離間された構成とされているが、これに限らず、この空間Ｓの延設方向の寸法は２０ｍｍ以下の寸法であれば他の寸法としてもよい。また、前側部４１の車両下側面と後側部４３、５０の車両下側面とは、フランジ面直方向で１ｍｍ離間された構成とされているが、これに限らず、１ｍｍ以上の寸法としてもよい。

さらに、第２フランジ３４の前端部３６は、ピラーアウタ１８の前端部３０におけるＲ形状の終端部（Ｒ止まり）の位置に配置されているが、これに限らず、第２フランジ３４が成形可能な範囲内での最前部に配置された構成としてもよい。

さらにまた、傾斜壁部４２、４８は、第３フランジ４０、５８の前側部４１と後側部４３、５０との間を車両後方に向かうに連れて第１フランジ２４と離間するように傾斜されているが、これに限らず、第２フランジ３４等の面直方向に沿って略直角に形成されてもよい。

以上、本発明の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。

１２ フロントウィンドシールドガラス
１６ サイメンアウタ（サイドメンバアウタパネル）
１８ ピラーアウタ（フロントピラーアウタパネル）
２０ ピラーインナ（フロントピラーインナパネル）
２４ 第１フランジ
３４ 第２フランジ
３６ 前端部（第２フランジの前端部）
４０ 第３フランジ
４１ 前側部
４２ 傾斜壁部（段差部）
４３ 後側部
４８ 傾斜壁部（段差部）
５０ 後側部
５４ ピラーインナ（フロントピラーインナパネル）
５８ 第３フランジ

Claims (1)

1. 車両最側部に配置されると共に、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされかつフロントウィンドシールドガラスが車両上方から接合された第１フランジが形成されたサイドメンバアウタパネルと、
   前記サイドメンバアウタパネルの車両幅方向内側に設けられると共に、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされた第２フランジが形成されたフロントピラーアウタパネルと、
   前記フロントピラーアウタパネルの車両幅方向内側に設けられると共に、車両平面視で車両前後方向を長手方向とする略矩形板状とされた第３フランジが形成されたフロントピラーインナパネルと、
   を有し、
   前記第３フランジは、前側部と、当該前側部から段差部を介して車両後方へ延在された後側部と、を備えており、
   前記第１フランジの下面における車両前方側には前記第３フランジの前側部が板厚方向に接合されると共に、前記第１フランジの下面における車両後方側には前記第２フランジが板厚方向に接合されており、
   前記第２フランジの下面には、前記第３フランジの後側部が板厚方向に接合されており、
   前記第２フランジの前端部は、フロントピラーの前端部近傍に位置すると共に前記第３フランジの段差部よりも車両後方側に離間して配置されている、
   ことを特徴とするフロントピラー骨格構造。

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