JP6915444B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

従来、車両の前面衝突時にフロントピラーの断面崩れを防止する観点から、フロントピラーの車両前方側に位置するアッパメンバのリインホース、フロントピラーの閉断面内に配設されたバルクヘッド、ベルトラインリインホースを相互に対向するように配設したものが提案されている（特許文献１参照）。特に、リインホースの縦壁部とフランジ部とでなす稜線の前端部をアッパメンバの車両外側稜線に近接配置すると共に、後端部をバルクヘッドの段差部に対向するように配置したため、車両衝突時にアッパメンバの車外側を伝わる荷重は、アッパメンバからリインホース、バルクヘッドの段差部を経て、ドアベルトラインリインホースに効率的に伝達されるとされている。

特開２０１１−１６２１０３号公報

特許文献１記載の車両前部構造を有する車両が微小ラップ衝突（フロントサイドメンバの車幅方向外側のみの前面衝突）をした場合、アッパメンバの外側が変形し、フロントピラーのバルクヘッドに効率的に荷重が伝達されないおそれがあった。これにより、フロントピラーの断面崩れによるフロントピラーの後退量を効果的に抑制できないおそれがあった。すなわち、微小ラップ衝突時におけるフロントピラーの後退量抑制の点で改善の余地があった。

本発明は、上記事実を考慮し、微小ラップ衝突時にフロントピラーの後退量を抑制する車両前部構造を提供することが目的である。

請求項１に記載の車両前部構造は、ウィンドシールドガラスの下端部に沿って車幅方向に延在するカウルトップパネルと、前記カウルトップパネルの車幅方向両端部で前記カウルトップパネルに結合されたカウルトップサイドパネルと、前記カウルトップサイドパネルの車両後方側に位置し、車両上下方向に延在する閉断面構造のフロントピラーと、フロントピラーの閉断面を車幅方向内側と車幅方向外側の二つに区分すると共に、両側を貫通する孔部が形成されたフロントピラーリインフォースと、前記フロントピラーリインフォースの車幅方向内側に接合されると共に、車幅方向外側に膨出した膨出部が前記フロントピラーリインフォースの前記孔部から車幅方向外側に突出し、前記カウルトップサイドパネルに接合されたバルクヘッドと、フロントサイドドアのベルトラインに沿って車両前後方向に配設されたドアベルトラインリインフォースと、を備え、前記カウルトップパネルと前記カウルトップサイドパネルと前記バルクヘッドと前記ドアベルトラインリインフォースは、車幅方向外側から視て一直線上に配置されている。

請求項１に記載の車両前部構造では、車両が微小ラップ衝突した場合に、カウルトップパネルの車幅方向外側からカウルトップサイドパネルに衝突荷重が入力される。この衝突荷重の一部は、カウルトップサイドパネルと直接結合されたバルクヘッドに伝達され、パルクヘッド（フロントピラー）から車両後方側に位置するドアベルトラインリインフォースに伝達される。

ここで、カウルトップパネル、カウルトップサイドパネル、バルクヘッド、ドアベルトラインリインフォースは車幅方向外側から視て一直線上に配設されているため、カウルトップパネル、カウルトップサイドパネル、バルクヘッド、ドアベルトラインリインフォースの経路で、微小ラップ時の衝突荷重がフロントピラーの車両後方側に効率的に伝達される。

ここで「一直線上」とは、車幅方向外側から視て、カウルトップパネルの上面がカウルトップサイドパネル、バルクヘッド、ドアベルトラインリインフォースの上端と下端との間に位置していることをいう。

また、フロントピラーの閉断面内に配設されたバルクヘッドとカウルトップサイドパネルとが直接結合されているため、カウルトップサイドパネルに伝達された衝突荷重がフロントピラーの内部で強度の高いバルクヘッドに効率的に伝達される。

このように、微小ラップ衝突時、カウルトップパネルからカウルトップサイドパネルに伝達された衝突荷重は、カウルトップサイドパネルが直接接合されているバルクヘッドを介してドアベルトラインリインフォースに効率的に伝達される。

したがって、フロントピラーの断面崩れが抑制され、フロントピラーの後退量が抑制される。

請求項１に記載の発明によれば、微小ラップ衝突時にフロントピラーの後退量を効果的に抑制することができる。

本実施形態に係る車両前部構造を示す車幅方向外側から視た側面図である。 図１の要部拡大図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 比較例と実施例に係るフロントピラーに入力される荷重とストロークとの関係を示すグラフである。

一実施形態に係る車両前部構造について、図１〜図４を参照して説明する。なお、各図において、矢印ＦＲが車両前方を、矢印ＵＰが車両上方を、矢印ＯＵＴが車幅方向外側を示している。なお、図１、図２では、説明の便宜上、フロントピラーアウタパネルを図示省略している。また、図３における×印は、溶接打点を示す。

（構成）
図１に示すように、車両前部構造は、ウィンドシールドガラスの下端部に沿って車幅方向に延在するカウルトップパネル１０と、カウルトップパネル１０の車幅方向両端部を支持するカウルトップサイドパネル１２と、カウルトップサイドパネル１２の車両後方側に位置するフロントピラー１４と、フロントピラー１４の断面内部に設定されたバルクヘッド１６と、図示しないフロントサイドドアの内部に設定されたドアベルトラインリインフォース１８と、を備えている。

カウルトップパネル１０は、その車幅方向両端部の車両後端側がカウルトップサイドパネル１２に接合されている。

また、カウルトップパネル１０の上面２０は、車両前方端部から車両後方に延在し、その車両後方側でカウルトップサイドパネル１２の上面２１に向って車両上方に傾斜した傾斜面２０Ａとされている。

カウルトップサイドパネル１２は、車両上下方向に延在して形成されており、カウルトップパネル１０の車幅方向両端部の後端部に接合されている。なお、カウルトップサイドパネル１２の上端部には、バルクヘッド１６と接合される後部延出部２２が車両後方上方側に向って延出されている。このカウルトップサイドパネル１２の上面２１もバルクヘッド１６の上端に向って車両後方側に向かって車両上方に傾斜している。

フロントピラー１４は、図３に示すように、フロントピラーアウタパネル２４と、フロントピラーインナパネル２６と、フロントピラーリインフォース２８と、バルクヘッド１６とを備えている。

フロントピラーアウタパネル２４は、図３に示すように、断面ハット形状であり、車両前後方向に延在する頂壁３０と、頂壁３０の車両前後方向端部から車幅方向内側に延在する側壁３２、３４と、側壁３２、３４の車幅方向内側端部からそれぞれ車両前方、車両後方に延在するフランジ部３６、３８とを備えている。

フロントピラーインナパネル２６は、図３に示すように、断面略ハット形状であり、車両前後方向に延在する頂壁４０と、頂壁４０の車両前方側端部に断面ハット形状で車幅方向内側に突出形成された膨出部４２と、膨出部４２の車両前方側端部から車両前方に延在するフランジ部４４と、頂壁４０の車両後方側端部から車幅方向外側に延在する側壁４６と、側壁４６の車幅方向外側端部から車両後方に延在するフランジ部４８とを備えている。

したがって、このフロントピラーアウタパネル２４にフランジ部３６、３８とフロントピラーインナパネル２６のフランジ部４４、４８とがそれぞれ接合されることにより、略矩形状の閉断面が形成されている。

この閉断面内で、フロントピラーアウタパネル２４に沿ってフロントピラーリインフォース２８が車両上下方向に配設されている。フロントピラーリインフォース２８は、図３に示すように、断面ハット形状であり、車両前後方向に延在する頂壁５０と、頂壁５０の車両前方側端部から車幅方向内側へ傾斜して延在する傾斜壁５２と、傾斜壁５２の車幅方向内側端部から車幅方向内側に延在するフランジ部５４と、頂壁５０の車両後方側端部から車幅方向内側に延在する側壁５６と、側壁５６の車幅方向内側端部から車両後方に延在するフランジ部５８とを備えている。

このフランジ部５４がフロントピラーアウタパネル２４の側壁３２に接合されている。また、フランジ部５８がフロントピラーアウタパネル２４のフランジ部３８とフロントピラーインナパネル２６のフランジ部４８と３枚に積層されて接合されている。これにより、フロントピラーリインフォース２８が閉断面内でフロントピラーアウタパネル２４に沿って配設されている。

なお、フロントピラーリインフォース２８は、図２及び図３に示すように、車両上方側端部近傍で車両前方側に矩形状の孔部６０が形成されている。

フロントピラー１４の閉断面内で、フロントピラーリインフォース２８の車幅方向内側には、バルクヘッド１６が設定されている。バルクヘッド１６は、車両正面視で車幅方向内側に突出した断面ハット形状に形成されており、図２（破線部分参照）に示すように、車両上下方向に延在する頂壁６２と、頂壁６２の上端、下端からそれぞれ車幅方向外側に延在する側壁６４、６６と、側壁６４、６６の車幅方向外側端部からそれぞれ車両上方、車両下方に延在するフランジ部６８、７０とを有する。頂壁６２がフロントピラーインナパネル２６の頂壁４０に接合されている。また、フランジ部６８、７０がフロントピラーリインフォース２８の頂壁５０に接合されている。これにより、バルクヘッド１６がフロントピラー１４の閉断面を仕切っている。

このフランジ部６８は、図３に示すように、車両前方側で車幅方向外側に突出形成された第１膨出部７２と、第１膨出部７２の車両後方側で車幅方向外側に突出形成された第２膨出部７４とを備える。第１膨出部７２は、車両前後方向に延在する頂壁７６と、頂壁７６の車両前方側端部から車両前方内側に傾斜して形成された傾斜壁７８と、頂壁７６の車両後方側端部から車両後方内側に傾斜して形成された傾斜壁８０と、を備える。

第２膨出部７４も、第１膨出部７２と略同様に、頂壁８２、傾斜壁８４、８６を有する構成であるが、頂壁８２が頂壁７６よりも車幅方向内側に位置する。すなわち、第２膨出部７４は第１膨出部７２と比較して車幅方向外側への突出量が小さい。

したがって、図３に示すように、第２膨出部７４の頂壁８２をフロントピラーリインフォース２８の頂壁５０に接合することによって、第１膨出部７２がフロントピラーリインフォース２８の孔部６０から車幅方向外側に突出し、頂壁７６がフロントピラーアウタパネル２４の頂壁３０に車幅方向内側から当接される。

なお、この頂壁３０の車幅方向外側には、図３に示すように、カウルトップサイドパネル１２の後部延出部２２の車両後端側に形成されたフランジ部８８（図２参照）が当接される。

すなわち、バルクヘッド１６の頂壁７６と、フロントピラーアウタパネル２４の頂壁３０と、カウルトップサイドパネル１２のフランジ部８８とが、３枚積層されて接合されている。

次に、フロントピラー１４のバルクヘッド１６の車両後方側には、図１に示すように、フロントサイドドアのベルトラインに設置されているドアベルトラインリインフォース１８が車両前後方向に延在している。ドアベルトラインリインフォース１８は、図１に示すように、バルクヘッド１６と略一直線上に配置されている。

すなわち、カウルトップパネル１０の上面２０、カウルトップサイドパネル１２の上面２１、バルクヘッド１６、ドアベルトラインリインフォース１８の上端は、略同一高さに配置されている。

換言すると、カウルトップパネル１０、カウルトップサイドパネル１２、バルクヘッド１６、ドアベルトラインリインフォース１８は、車幅方向外側から視て一直線上に配置されている。

ここで、「一直線上」とは、車幅方向外側から視て、カウルトップパネル１０の上面２０がカウルトップサイドパネル１２、バルクヘッド１６、ドアベルトラインリインフォース１８の上端と下端との間に位置していることをいう。

なお、ドアベルトラインリインフォース１８に車両前方から過剰な荷重が入力された場合には、ドアベルトラインリインフォース１８が車幅方向外側に折れるように設定されている。

（作用）
次に、このように形成された車両前部構造の作用について説明する。

車両の微小ラップ衝突（フロントサイドメンバの車幅方向外側のみの前面衝突）時には、カウルトップパネル１０の車幅方向外側端部からカウルトップサイドパネル１２に衝突荷重が伝達される。

カウルトップサイドパネル１２は、フロントピラー１４に接合されているためフロントピラー１４に衝突荷重が伝達される。

この際、カウルトップサイドパネル１２の後部延出部２２のフランジ部８８は、フロントピラー１４のバルクヘッド１６の頂壁７６に直接接合されているため、衝突荷重がカウルトップサイドパネル１２からバルクヘッド１６に迅速に伝達され、バルクヘッド１６の車両後方側に配置されたドアベルトラインリインフォース１８に伝達される。

ここで、本実施形態の車両前部構造では、フロントピラー１４の中でフロントピラーリインフォース２８の頂壁に孔部６０を設け、孔部６０からバルクヘッド１６の第１膨出部７２を車幅方向外側に突出させたため、フロントピラーリインフォース２８を抜いたバルクヘッド１６、フロントピラーアウタパネル２４、カウルトップサイドパネル１２のよる３枚の積層構造を可能としている。すなわち、溶接ガンによりバルクヘッド１６、フロントピラーアウタパネル２４、カウルトップサイドパネル１２の接合を可能としたものである。

これにより、カウルトップサイドパネル１２からバルクヘッド１６に衝突荷重が直接伝達される。特に、フロントピラー１４の中で強度の高いバルクヘッド１６に、カウルトップサイドパネル１２から直接衝突荷重が伝達されるため、衝突荷重の入力によるフロントピラー１４の断面崩れが抑制される。

なお、図４に示すように、フロントピラーリインフォース２８に孔部６０を設けず、バルクヘッド１６とカウルトップサイドパネル１２とを直接接合しなかった車両前部構造（比較例）と本実施形態に係る車両前部構造（実施例）について、微小ラップ衝突時にフロントピラー１４に作用する荷重量と後退量（ストローク）との関係について確認した。

荷重を増加させていくと、フロントピラー１４の後退量が増加していく比較例に対して、実施例では、所定荷重を超えると荷重変化に対する後退量の増加が抑制されることが確認された。

さらに、カウルトップパネル１０、カウルトップサイドパネル１２、バルクヘッド１６、ドアベルトラインリインフォース１８が一直線上に配置されていることにより、微小ラップ衝突時にカウルトップパネル１０からカウルトップサイドパネル１２に伝達された衝突荷重がバルクヘッド１６、ドアベルトラインリインフォース１８に一層効率的に伝達される。

このように、本実施形態の車両前部構造では、カウルトップサイドパネル１２からフロントピラー１４内で強度の高いバルクヘッド１６に直接衝突荷重を伝達し、その車両後方に位置するドアベルトラインリインフォース１８に効率的に衝突荷重を伝達している。

この結果、微小ラップ衝突によるフロントピラー１４の断面崩れが抑制され、フロントピラー１４の車両後方への後退量が効果的に抑制される。

さらに、微小ラップ衝突時に、バルクヘッド１６を介してドアベルトラインリインフォース１８に過剰な荷重が入力された場合にも、ドアベルトラインリインフォース１８は車幅方向外側に向って折れ変形するように設定されているため、フロントサイドドアの開放が担保される。

（その他）
なお、本実施形態に係る車両前部構造では、バルクヘッド１６とカウルトップサイドパネル１２を直接接合したが、これに限定されるものではない。両者を直接結合するものであれば、締結等でも良い。

また、本実施形態では、フロントピラーリインフォース２８に孔部６０を設け、バルクヘッド１６の第１膨出部７２を車幅方向外側に突出させることにより、バルクヘッド１６とカウルトップサイドパネル１２を接合したが、他の方法で直接接合しても良い。

１０ カウルトップパネル
１２ カウルトップサイドパネル
１４ フロントピラー
１６ バルクヘッド
１８ ドアベルトラインリインフォース

Claims (1)

1. ウィンドシールドガラスの下端部に沿って車幅方向に延在するカウルトップパネルと、
   前記カウルトップパネルの車幅方向両端部で前記カウルトップパネルに結合されたカウルトップサイドパネルと、
   前記カウルトップサイドパネルの車両後方側に位置し、車両上下方向に延在する閉断面構造のフロントピラーと、
   フロントピラーの閉断面を車幅方向内側と車幅方向外側の二つに区分すると共に、両側を貫通する孔部が形成されたフロントピラーリインフォースと、
   前記フロントピラーリインフォースの車幅方向内側に接合されると共に、車幅方向外側に膨出した膨出部が前記フロントピラーリインフォースの前記孔部から車幅方向外側に突出し、前記カウルトップサイドパネルに接合されたバルクヘッドと、
   フロントサイドドアのベルトラインに沿って車両前後方向に配設されたドアベルトラインリインフォースと、
   を備え、前記カウルトップパネルと前記カウルトップサイドパネルと前記バルクヘッドと前記ドアベルトラインリインフォースは、車幅方向外側から視て一直線上に配置されている車両前部構造。

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