JP6746222B2 - フロントピラー構造 - Google Patents

Description

本発明は、三角窓を設けた車両におけるフロントピラー下部の補強構造に係るものである。

車両のフロントピラーは、車両前部において、エンジンルーム内でエンジンを支持するフロントサイドフレームに、フロントウインドの両端下方で接続され、上方はフロントウインドの両端から、ルーフ側部のサイドレールに接続され、下端は車両側部下方のサイドシルに接続される骨格部材である。

特にフロントウインド両脇部分においては、部材自体が細くなるため、強度が弱くなる。さらに運転席から見て斜め前方の視界の確保のため三角窓を設ける場合がある。この場合は、さらにフロントピラーの強度が低下する恐れがある。

この問題に対して特許文献１では、三角窓を設けた車両のサイドアウタパネルとインナパネルの間に、三角窓の前辺を構成するＡピラー下部を補強するリインホースを設ける点が開示されている。

特開２００６−１５１１０３号公報

引用文献１はフロントピラーの強度補強を行っているものの、フロントピラーの根元部分は、フロントピラーアッパとフロントピラーロアの２つの部品で構成されているため、衝突の際の車両の持ち上がりによるフロントピラー根元での座屈を効果的に抑制することができないという課題があった。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、フロントピラーの根元での座屈（折れ）を抑制することができるフロントピラー構造を提供するものである。

より具体的に本発明に係るフロントピラー構造は、
三角窓を設けた車両のフロントピラー構造であって、
サイドアウタパネル及びサイドインナパネルの間に配置されるバルクヘッドと、
上方が少なくともフロントピラー根元部のフロントピラーインナパネル及びフロントピラーアウタパネルの間に挟み込んで接合され、且つ、前記バルクヘッドと接合されたフロントピラー下部リインホースを備え、
前記フロントピラーは、
アウタ前壁とアウタ側壁で構成されるフロントピラーアウタと、
インナ後壁とインナ側壁で構成されるフロントピラーインナで構成され、
前記フロントピラー下部リインホースは、前記フロントピラー根元部で、前記アウタ前壁と前記インナ側壁および前記アウタ側壁および前記インナ後壁に挟まれて接合されていることを特徴とする。

本発明に係るフロントピラー構造は、フロントピラーインナパネル及びフロントピラーアウタパネルの間に挟み込まれかつ接合され、さらにサイドアウタパネルとサイドインナパネルの間に配置されたバルクヘッドにも接合されたフロントピラー下部リインホースを備えたので、前衝突時に車両持ち上がりによる応力集中箇所を無くし、フロントピラー根元部の座屈を確実に抑制できる。

本発明に係るフロントピラー構造を示す斜視図である。 図１の分解図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す図である。 図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。 フロントピラー構造を車内から見た図である。

以下に本発明に係るフロントピラー構造について図面を用いながら説明を行う。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は以下の説明に限定されない。したがって、以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて改変することができる。なお、本明細書において矢印Ｆは車両前方向を示し、矢印Ｒは車両後方向を示すものとする。

図１に本発明に係るフロントピラー構造の斜視図を示す。また図２は図１の分解図である。図１は車両に向かって左斜め前からフロントピラー周辺を見た図である。本発明では、三角窓を有するフロントピラー構造に係るものである。ここで三角窓とは、サイドウインドとフロントウインドの間に設けられた斜め前視野を良好にするための窓をいい、略三角形だけでなく、略平行四辺形の窓も三角窓と呼ぶ。

自動車の骨格構造において、エンジンを支持するエプロンサイドメンバ５１と、カウルサイドメンバ５２によって、断面長方形状の筒構造の構造体が形成されている例を示す。この構造体はフロントサイドメンバ５０と呼んでよい。このフロントサイドメンバ５０の直後には、サイドアウタ１１とサイドインナ１４で構成される構造体が接続される。サイドアウタ１１とサイドインナ１４で構成される構造体をサイドメンバ１０と呼ぶ。

サイドメンバ１０は、フロントサイドメンバ５０に直接接合されるロア部分と、フロントウインド５３および三角窓５４を支持するアッパ部分に区別することができる。ここでは、三角窓５４の下辺５４ａより上側をアッパ部分１１Ｕと呼び、下側をロア部分１１Ｌと呼ぶ。アッパ部分１１Ｕには、フロントウインド５３および三角窓５４の前辺５４ｂを支持するＡピラー２０と、三角窓５４の後辺５４ｃを支持するＡピラーバック２５を有する。Ａピラーバック２５は上方でＡピラー２０と一体になる。

サイドメンバ１０のロア部分１１Ｌは、車両下部まで延設されており、サイドメンバ１０の後端（図示せず）はドアの取付開口前縁を形成している。

サイドアウタ１１は、図１では見えないサイドインナ１４と共に閉断面の構造体（サイドメンバ１０）を形成している。また、図２を参照して、フロントサイドメンバ５０の閉断面を受ける、サイドアウタ前壁１１ｆと、側面を形成するサイドアウタ側壁１１ｓと、サイドメンバ１０の後端面を構成するサイドアウタ後壁１１ｂ（後述する図４参照）を有する。サイドアウタ１１と一体に形成されているＡピラー２０でも、サイドアウタ前壁１１ｆとサイドアウタ側壁１１ｓの延長で、Ａピラーアウタ前壁２０ｆとＡピラーアウタ側壁２０ｓが形成されている。

また、図１では隠れて見えないサイドインナ１４はサイドアウタ側壁１１ｓと略平行に構成されるサイドインナ側壁１４ｓとサイドメンバ１０の前端面を構成するサイドインナ前壁１４ｆと、サイドメンバ１０の後端面１０ｂを構成するサイドインナ後壁１４ｂを有する（後述の図４参照）。また、サイドインナ１４の上部には、Ａピラーインナ２２が延設され、Ａピラーアウタ前壁２０ｆとＡピラーアウタ側壁２０ｓにそれぞれ対向するＡピラーインナ後壁２２ｂとＡピラーインナ側壁２２ｓがサイドアウタ１１同様に設けられている（後述の図５（ｂ）参照）。なお、Ａピラー２０はフロントピラーアウタパネルといってよいし、Ａピラーインナ２２は、フロントピラーインナパネルといってよい。

サイドメンバ１０の下方は、図示していないが、サイドロアメンバであるサイドシルに接続している。また、サイドメンバ１０の上部は、Ａピラー２０とＡピラーバック２５が一体になった後方で、図示していないルーフ側部のサイドレールに接続される。

前衝突時には、フロントサイドメンバ５０からサイドメンバ１０に衝突のエネルギーが伝わり、車両後方に伝達される。また、衝突時には車体の持ち上がりによって、車両後方の重量が前方に伝達される。したがって、Ａピラー２０には、後方から前方にむかって大きな力がかかる。結果、Ａピラー２０の根元で座屈（折れ）が生じる。

そこで本発明に係るフロントピラー構造１では、フロントピラー下部リインホース１２をサイドアウタ１１からＡピラー２０の根元部分にかけて配置させる。フロントピラー下部リインホース１２は、サイドアウタ１１に沿った横壁１２ｓと、横壁１２ｓに直角に折り曲げられた前壁１２ｆで形成されている。フロントピラー下部リインホース１２の上方部１２Ｕは、サイドアウタ１１のアッパ部分１１Ｕの形状に沿った形状となり、一部がＡピラー２０内部にまで延設される。Ａピラー２０内部に延設された部分をＡピラー内ブラケット１２ｂと呼ぶ。

Ａピラー内ブラケット１２ｂは、Ａピラーアウタ前壁２０ｆとＡピラーアウタ側壁２０ｓに沿った形状を有している。それぞれに対応する面をＡピラー内ブラケット前壁１２ｂｆと、Ａピラー内ブラケット側壁１２ｂｓとする。なお、フロントピラー下部リインホース１２の下方部１２Ｌの上下方向の長さは、三角窓５４の下辺５４ａからＡピラー内ブラケット１２ｂの先端までの長さ１２ｔ（Ａピラー内ブラケット１２ｂの上方部１２Ｕの上下方向長さ）より長い。また、Ａピラー内ブラケット１２ｂは、三角窓の前辺５４ｂと下辺５４ａに亘って（すなわち、少なくともフロントピラー根元部で）、フロントピラーインナパネル（Ａピラーインナ２２）とフロントピラーアウタパネル（Ａピラー２０）との間に挟み込んで接合されている。

さらに、本発明に係るフロントピラー構造１では、フロントピラー下部リインホース１２にバルクヘッド１３を接合する。バルクヘッド１３とは、溝形状を形成した補強板である。バルクヘッド１３は、溝形状が車両後方から前方に向かうように配置される。溝形状はこのように、配置すると、前後方向にかかる力に対して高い抗座屈力を有する。そして、サイドインナ１４をバルクヘッド１３に接合する。

図３に図１のＡ−Ａ断面を示す。本発明に係るフロントピラー構造１では、車両外側からサイドアウタ１１、フロントピラー下部リインホース１２、バルクヘッド１３、サイドインナ１４の順に配置される。それぞれの部材は隣接する部材に接合されている。

図４には図１のＢ−Ｂ断面を示す。フロントピラー下部リインホース１２は、サイドアウタ１１に接合される。そしてバルクヘッド１３とサイドインナ１４が接合される（符号１６ｆと１６ｂ）。サイドアウタ１１とサイドインナ１４は前後で閉じ合わされ閉断面の構造体を形成している。また、サイドアウタ１１の前面のサイドアウタ前壁１１ｆは、エプロンサイドメンバ５１とカウルサイドメンバ５２で構成されるフロントサイドメンバ５０を受けている。

サイドインナ１４のサイドインナ前壁１４ｆとサイドインナ後壁１４ｂは、非常に小さく形成されている。なお、図４ではバルクヘッド１３の溝構造の１つの側面を見ている。

図５（ａ）には、車両内側から見た状態を示す。なお、サイドインナ１４は省略し、バルクヘッド１３は点線で示した。フロントピラー下部リインホース１２は、サイドアウタ１１からＡピラー２０にかけて配置されている。上方部１２Ｕはサイドアウタ１１の形状に沿い、一部がＡピラー２０内部にまで延設されている（Ａピラー内ブラケット１２ｂ）。

図５（ｂ）には、Ａピラーインナ２２が接合された状態のＣ−Ｃ断面（図１参照）を示す。フロントピラー下部リインホース１２のＡピラー内ブラケット１２ｂは、Ａピラーアウタ前壁２０ｆとＡピラーアウタ側壁２０ｓの内側に沿って配置される。Ａピラーインナ２２は、Ａピラー内ブラケット１２ｂが延設されている部分では、Ａピラーインナ後壁２２ｂとＡピラーインナ側壁２２ｓの接合代の部分（それぞれ符号２２ｂｘ、２２ｓｘで示した。）とＡピラー２０との間に、Ａピラー内ブラケット１２ｂを挟んで接合する。これは言い換えると、Ａピラー内ブラケット１２ｂは、フロントピラーインナパネル及びフロントピラーアウタパネルの間に挟み込んで接合されていると言える。

図５（ａ）を参照して、以上の構造のフロントピラー構造１の作用について説明する。前方からの衝突エネルギーは、フロントサイドメンバ５０からサイドメンバ１０に伝達される。サイドメンバ１０においては、バルクヘッド１３が前後方向に高い抗座屈力を有する。したがって、衝突エネルギーは効率よく車両後方に伝達される。

一方、車体の持ち上がりによって、車両後方重量（特にルーフ重量）がＡピラー２０にかかり、Ａピラー２０を根元から折る力が働く。この時、Ａピラー２０にかかる力の一部は、フロントピラー下部リインホース１２によって、Ａピラー内ブラケット１２ｂからサイドアウタ１１、バルクヘッド１３、サイドインナ１４に伝えられる。

また、フロントピラー下部リインホース１２は、三角窓５４の下辺５４ａから下側（下方部１２Ｌ）が、三角窓下辺５４ａから上側（上方部１２Ｕ）と比較して十分に長い。したがって、フロントピラー下部リインホース１２はＡピラー内ブラケット１２ｂに車両前方向の力が加わると、サイドアウタ１１、バルクヘッド１３、サイドインナ１４に広く力を分散することができる。結果、衝突時の衝撃をＡピラー２０に集中させないことができる。

以上のように、本発明に係るフロントピラー構造は、三角窓を有するＡピラー下部にフロントピラー下部リインホースを配置したので、衝突時にＡピラーで折れ曲がるピッチング現象を抑制することができる。

本発明は三角窓を有するフロントピラーの構造に好適に利用することができる。

１ フロントピラー構造
１０ サイドメンバ
１１ サイドアウタ
１１Ｕ アッパ部分
１１Ｌ ロア部分
１２ フロントピラー下部リインホース
１２ｓ 横壁
１２ｆ 前壁
１２ｂ Ａピラー内ブラケット
１２Ｕ 上方部
１２Ｌ 下方部
１２ｂｆ Ａピラー内ブラケット前壁
１２ｂｓ Ａピラー内ブラケット側壁
１２ｔ 三角窓５４の下辺５４ａからＡピラー内ブラケット１２ｂの先端までの長さ
１３ バルクヘッド
１４ サイドインナ
１４ｆ サイドインナ前壁
１４ｓ サイドインナ側壁
１４ｂ サイドインナ後壁
１１ｆ サイドアウタ前壁
１１ｓ サイドアウタ側壁
１１ｂ サイドアウタ後壁
２０ Ａピラー
２０ｆ Ａピラーアウタ前壁
２０ｓ Ａピラーアウタ側壁
２２ Ａピラーインナ
２２ｂ Ａピラーインナ後壁
２２ｓ Ａピラーインナ側壁
２５ Ａピラーバック
５０ フロントサイドメンバ
５１ エプロンサイドメンバ
５２ カウルサイドメンバ
５３ フロントウインド
５４ 三角窓
５４ａ 下辺
５４ｂ 前辺
５４ｃ 後辺

Claims (1)

1. 三角窓を設けた車両のフロントピラー構造であって、
   サイドアウタパネル及びサイドインナパネルの間に配置されるバルクヘッドと、
   上方が少なくともフロントピラー根元部のフロントピラーインナパネル及びフロントピラーアウタパネルの間に挟み込んで接合され、且つ、前記バルクヘッドと接合されたフロントピラー下部リインホースを備え、
   前記フロントピラーは、
   アウタ前壁とアウタ側壁で構成されるフロントピラーアウタと、
   インナ後壁とインナ側壁で構成されるフロントピラーインナで構成され、
   前記フロントピラー下部リインホースは、前記フロントピラー根元部で、前記アウタ前壁と前記インナ側壁および前記アウタ側壁および前記インナ後壁に挟まれて接合されていることを特徴とするフロントピラー構造。