JP2001163252A - 自動車のフロントピラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害物への衝撃を緩和することができ、かつ
製造コストを抑えることのできる自動車のフロントピラ
ー提供する。 【解決手段】 車体前方に臨む前壁部２２と車体側方に
臨む側壁部２３とを含むアウタフレーム２１に、スチフ
ナ３０を介して車室Ｒに臨むインナフレーム４０を合せ
て形成した自動車のフロントピラー２０において、アウ
タフレーム２１の前壁部２２を前方へ膨出させ、この前
壁部２２とスチフナ３０の間に、潰れることにより衝撃
を吸収する衝撃吸収部５０を介在させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車のフロントピ
ラーの改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のフロントピラーは、車体の一部
であるから剛性が大きい部材である。例えば、フロント
ピラーの前部に障害物が当った場合には、障害物への衝
撃が大きい。一方、障害物の保護を優先するあまりフロ
ントピラーの剛性を小さくしたのでは、車体全体の耐久
強度を確保することができない。そこで、フロントピラ
ー本来の剛性を維持しつつ、障害物への衝撃を緩和する
ことのできるフロントピラーが提案されている。このフ
ロントピラーを次図で説明する。

【０００３】図６は従来の自動車のフロントピラーを示
す断面図である。フロントピラー１００の前方から矢印
の如く障害物（図示しない）がガーニッシュ１０５に当
ると、ガーニッシュ１０５が潰れ、ガーニッシュ１０５
が潰れることでアウタフレーム１０１の前部１０１ａが
潰れる。ガーニッシュ１０５及びアウタフレーム１０１
の前部１０１ａが潰れることで、衝撃力を吸収して障害
物への衝撃を緩和する。

【０００４】一方、フロントピラー１００の内部に補強
材（以下、「スチフナ」という）１０２を取付けること
で、スチフナ１０２及びインナフレーム１０３で剛性の
高い部分を構成する。このため、フロントピラー１００
にかかる衝撃力が比較的小さい場合、スチフナ１０２及
びインナフレーム１０３は変形しないのでフロントピラ
ー１００本来の剛性を維持することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガーニッシュ
１０５は、ガーニッシュ本体１０６の材質とフロントガ
ラス１１０に押し付けるリップ１０７の材質が異なり、
ガーニッシュ１０５を二色成形する必要がある。このた
め設備費が嵩み、そのことがガーニッシュ１０５のコス
トを下げる妨げになる。

【０００６】また、ガーニッシュ１０５はアウタフレー
ム１０１の前部１０１ａに取付けるためにクリップ１０
８を備える。クリップ１０８はガーニッシュ１０５の長
手方向に一定間隔をおいて形成したものである。次図で
ガーニッシュ１０５のクリップ１０８について説明す
る。

【０００７】図７は従来のフロントピラーに取付けるガ
ーニッシュ単体の側面図である。ガーニッシュ１０５の
ガーニッシュ本体１０６及びクリップ１０７を二色成形
で形成した後、ガーニッシュ１０５の長手方向に一定間
隔でクリップ１０８を形成する必要がある。このため、
クリップ１０８とクリップ１０８との間の部分１０９
（///で示す）を、例えば機械加工で除去する必要があ
る。従って、ガーニッシュ１０５の製造に手間がかか
り、そのことがガーニッシュ１０５のコストを下げる妨
げになる。

【０００８】そこで本発明の目的は、障害物への衝撃を
緩和することができ、かつ製造コストを抑えることので
きる自動車のフロントピラーを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、車体前方に臨む前壁部と車体側方に臨む
側壁部とを含むアウタフレームに、補強材を介して車室
に臨むインナフレームを合せて形成した自動車のフロン
トピラーにおいて、前記前壁部を前方へ膨出させ、この
前壁部と前記補強材の間に潰れることにより衝撃を吸収
する衝撃吸収部を介在させたことを特徴とする。

【００１０】アウタフレームの前壁部を前方へ膨出さ
せ、前壁部と補強材の間に衝撃吸収部を介在させた。従
って、万一フロントピラーに障害物が当った場合、衝撃
吸収部を潰すことで衝撃力を吸収して障害物への衝撃を
緩和することができる。一方、フロントピラーのその他
の部位を変形し難い肉厚に構成したので、フロントピラ
ーの剛性を十分に確保することができる。

【００１１】加えて、衝撃吸収部をフロントピラーの内
部に取付けたので、衝撃吸収部の外観性を考慮する必要
がなく、また衝撃吸収部にシール性を備える必要もな
い。従って、衝撃吸収部を簡素な構成にすることができ
る。

【００１２】請求項２は、衝撃吸収部を補強材より薄い
金属板で形成したことを特徴とする。衝撃吸収部は補強
材より板厚の小さい金属板で形成したものなので、衝撃
吸収部の構成を簡素にしてコストを抑えることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向
に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右
側、ＣＬは車幅中心（車体中心）を示す。また、図面は
符号の向きに見るものとする。

【００１４】図１は本発明に係るフロントピラーを備え
た自動車の斜視図であり、自動車１０の車体の一部をな
す左右のフロントピラー２０，２０を示す。以下、左の
フロントピラー２０の構成を詳細に説明する。なお、右
のフロントピラー２０も左のフロントピラー２０と同一
構成であり、その説明を省略する。図中、１１，１１は
フロントフェンダ、１２はルーフ、１３はフロントバン
パ、１４はボンネット、１５はフロントガラス、１６は
ドア、１７はドアガラス、１８は前輪、１９，１９はヘ
ッドライトである。

【００１５】図２は図１の２−２線断面図であり、左の
フロントピラー２０の平面断面構造を示す。フロントピ
ラー２０は、アウタフレーム２１に車体前方に臨む前壁
部２２（Ｌ１で示す部分）と車体側方に臨む側壁部２３
（Ｌ２で示す部分）とを含み、補強材（スチフナ）３０
を介して車室Ｒに臨むインナフレーム４０を合せて形成
したものであって、前壁部２２を前方へ膨出させ、この
前壁部２２とスチフナ３０の間に、潰れることにより衝
撃を吸収する衝撃吸収部５０を介在させたものである。

【００１６】アウタフレーム２１は、前壁部２２を前方
へ膨出させて略く字型とし、前壁部２２の端部から前フ
ランジ２５をフロントガラス１５に略平行に延ばし、側
壁部２３の後端から後フランジ２６をドアガラス１７に
略平行に延ばしたものである。アウタフレーム２１は、
前壁部２２及び側壁部２３で断面略Ｕ字型を形成し、断
面略Ｕ字型の開放側を車幅方向内側（車体中心ＣＬ側）
に向けて車体に取付けたものである。

【００１７】アウタフレーム２１の前壁部２２を前方へ
膨出させることにより、前壁部２２とスチフナ３０との
間に比較的大きな空間を形成することができる。従っ
て、万一障害物がフロントピラー２０に当って比較的小
さな衝撃力がかかった場合でも、この空間を利用してア
ウタフレーム２１を変形させることができる。このアウ
タフレーム２１は、板材を折曲げて形成したものや押出
し成形した金属部材（例えば、炭素鋼やアルミニウム合
金）が好ましい。

【００１８】スチフナ３０は、アウタフレーム２１の車
室Ｒ側に配置したもので、アウタフレーム２１の前フラ
ンジ２５に前フランジ３１を接合し、前フランジ３１か
ら車体外側に前壁部３２を延ばし、第１屈曲部３３で折
曲げることで第１側壁部３４を形成し、第２屈曲部３５
で折曲げることで第２側壁部３６を形成し、第３屈曲部
３７で折曲げることで第３側壁部３８を形成し、第３側
壁３８の後端から後フランジ３９を延ばし、この後フラ
ンジ３９をアウタフレーム２１の後フランジ２６に接合
したものである。スチフナ３０は、板材を折曲げたもの
や押出し成形した金属部材（例えば、炭素鋼やアルミニ
ウム合金）が好ましい。

【００１９】インナフレーム４０は、スチフナ３０の車
室Ｒ側に配置したもので、スチフナ３０の前フランジ３
１に前フランジ４１を接合し、前フランジ４１から後方
に第１内壁部４２を延ばし、第１屈曲部４３で折曲げる
ことで第２内壁部４４を形成し、第２屈曲部４５で折曲
げることで第３内壁部４６を形成し、第３屈曲部４７で
折曲げることで第４内壁部４８を形成し、第４内壁部４
８の後端から後フランジ４９を延ばし、この後フランジ
４９をスチフナ３０の後フランジ３９に接合したもので
ある。インナフレーム４０は、板材を折曲げたものや押
出し成形した金属部材（例えば、炭素鋼やアルミニウム
合金）が好ましい。

【００２０】インナフレーム４０及びスチフナ３０で略
矩断面の筒体とすることで、剛性を比較的高めることが
できる。しかし、インナフレーム４０に第１屈曲部４
３、第２屈曲部４５を形成し、かつスチフナ３０に第１
屈曲部３３、第２屈曲部３５及び第３屈曲部３７を形成
したので、車両前方から比較的大きな衝撃力がかかった
ときには、インナフレーム４０及びスチフナ３０を折曲
げることができる。

【００２１】衝撃吸収部５０は、一対の側壁５１，５２
及び頂部５３で車体前方に突出させるように略Ｕ字型に
形成したもので、開口側の一対のフランジ５５，５６を
スチフナ３０の前壁部３２に取付け、頂部５３とアウタ
フレーム２１の前壁部２２との間に隙間Ｓが開くように
形成したものである。衝撃吸収部５０は、板材を折曲げ
たものや押出し成形した金属部材（例えば、炭素鋼やア
ルミニウム合金）で形成したもので、板厚をインナフレ
ーム４０やスチフナ３０より小さくすることが好まし
い。

【００２２】衝撃吸収部５０を、例えば炭素鋼の薄板材
を折曲げるだけで形成することがで、又はアルミニウム
合金の押出し成形だけで形成することができる。従っ
て、衝撃吸収部５０のコストを抑えることができる。加
えて、衝撃吸収部５０をフロントピラー２０の内部に取
付けたので、衝撃吸収部５０の外観性を考慮する必要が
なく、また衝撃吸収部５０にガーニッシュのようなシー
ル性を備える必要もない。従って、衝撃吸収部５０を簡
素な構成にして、製造コストを抑えることができる。

【００２３】また、衝撃吸収部５０をスチフナ３０に取
付けたので、アウタフレーム２１の前壁部２２に衝撃吸
収部５０を取付ける必要がない。このため、例えば衝撃
吸収部５０を溶接接合したときの溶接跡をフロントピラ
ー２０の外部に残すことがないので、外観性を高めるこ
とができる。

【００２４】さらに、衝撃吸収部５０の頂部５３とアウ
タフレーム２１の前壁部２２との間に隙間Ｓを開けたの
で、フロントピラーを組立てる際に、衝撃吸収部５０が
アウタフレーム２１の前壁部２２に干渉することがな
い。従って、フロントピラー２０の組立てを容易にする
ことができる。なお、衝撃吸収部５０の頂部５３とアウ
タフレーム２１の前壁部２２との間に隙間Ｓを開けなく
てもよい。

【００２５】衝撃吸収部５０を薄板の金属で成形するこ
とにより、万一障害物がフロントピラー２０に当って比
較的小さな衝撃力がかかった場合でも、この衝撃力で衝
撃吸収部５０を潰すことができる。従って、初期衝撃力
を吸収して障害物への衝撃を緩和することができる。

【００２６】このため、フロントピラー２０は、万一車
体前方から矢印の如く衝撃がかかった場合、初期衝撃で
アウタフレーム２１の前壁部２２が変形して衝撃吸収部
５０を潰すことができる。加えて、フロントピラー２０
は、衝撃が比較的大きい場合、衝撃吸収部５０が潰れた
後、インナフレーム４０の第１、第２屈曲部４３，４５
及びスチフナ３０の第１、第２、第３屈曲部３３，３
５，３７が塑性変形してフロントピラー２０の変形を促
すことができる。すなわち、フロントピラー２０の前部
エリア２０ａを剛性の低い衝撃吸収部とすることができ
る。

【００２７】ところで、フロントピラー２０は、インナ
フレーム４０の第３内壁部４６及び第４内壁部４８に補
強板６０を取付け、補強板６０に補強パイプ６１を取付
けた。補強パイプ６１は、剛性が大きい円筒部材であ
り、補強板６０とともにフロントピラー２０の内部を上
端から下端まで通すことで芯材としての役割をも果た
す。すなわち、補強パイプ６１を補強板６０を介して第
３内壁部４６及び第４内壁部４８に取付けることによ
り、フロントピラー２０の後側エリア２０ｂを剛性の高
い高剛性部とすることができる。

【００２８】また、この図は、車室Ｒにおいてインナフ
レーム４０の周囲を室内カバー６３で覆ったことを示
す。室内カバー６３は、車室Ｒの外観性を高めるととも
に、フロントピラー２０に対するプロテクタとしての機
能を有するカバー部材である。図中、６５は接着モー
ル、６６はシーラント、６７はドアサッシ、６８はウェ
ザストリップである。ここで、接着モール６５は、従来
技術のガーニッシュと比べて外形を変えることが比較的
自由なので、フロントピラーの自由なデザイン処理が可
能になる。

【００２９】図３は本発明に係る自動車のフロントピラ
ーの分解斜視図であり、アウタフレーム２１、スチフナ
３０、インナフレーム４０及び衝撃吸収部５０が長尺物
であり、補強板６０及び補強パイプ６１も長尺部材であ
ることを示す。スチフナ３０の前壁部３２に衝撃吸収部
５０を取付けて衝撃吸収部５０を潰すことにより、初期
衝撃を吸収することができる。衝撃吸収部５０は、長尺
物の薄板を略断面Ｕ字型に折曲げるだけで簡単に形成す
ることができる。

【００３０】次に、フロントピラー２０の作用を、図４
〜図５にて図の順に説明する。図４（ａ），（ｂ）は本
発明に係る自動車のフロントピラーの第１作用図であ
る。（ａ）において、矢印のように障害物７０が車体
前方からアウタフレーム２１の前壁部２２に当ったこと
を示す。

【００３１】（ｂ）において、障害物７０からの衝撃力
によって、アウタフレーム２１の前壁部２２が変形して
衝撃吸収部５０に当り、衝撃吸収部５０を押し潰す。こ
れにより、障害物７０にかかる初期衝撃を吸収すること
ができる。この段階は、衝撃吸収部５０が変形すること
により衝撃力を吸収する初期段階であり、衝撃力を効果
的に吸収して障害物７０への衝撃を緩和する。スチフナ
３０及びインナフレーム４０は衝撃吸収部５０よりも剛
性が大きいので、この段階では変形しない。

【００３２】図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る自動車
のフロントピラーの第２作用図である。（ａ）におい
て、障害物７０からの衝撃力が大きい場合に、フロント
ピラー２０が矢印方向に塑性変形を開始することを示
す。すなわち、大きな衝撃力がフロントピラー２０にか
かることで、インナフレーム４０の第１、第２屈曲部４
３，４５及びスチフナ３０の第１、第２、第３屈曲部３
３，３５，３７が塑性変形を開始する。

【００３３】（ｂ）において、障害物７０からの大きい
衝撃力によって、フロントピラー２０が矢印方向に塑
性変形したことを示す。すなわち、衝撃力によってイン
ナフレーム４０の第１、第２屈曲部４３，４５及びスチ
フナ３０の第１、第２、第３屈曲部３３，３５，３７が
塑性変形してフロントピラー２０の変形を促す。

【００３４】この結果、インナフレーム４０及びスチフ
ナ３０のうち、特に前半部分が塑性変形し、これに伴っ
てアウタフレーム２１も塑性変形する。このため、フロ
ントピラー２０のうち前半の衝撃吸収部２０ａの全体が
塑性変形することで、車体前方からの障害物７０への衝
撃を吸収して十分に緩和する。一方、フロントピラー２
０のうち、インナフレーム４０の第１、第２の屈曲部４
３，４５から離れた後半部の高剛性部２０ｂはそれほど
変形しない。従って、車体の一部としてのフロントピラ
ー２０本来の剛性を維持することができる。

【００３５】なお、前記実施の形態では、衝撃吸収部５
０をスチフナ３０の前壁部３２に取付けた例を説明した
が、例えば衝撃吸収部５０をアウタフレーム２１の前壁
部２２に取付けても同様の効果を得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、アウタフレームの前壁部を前方へ膨
出させ、前壁部と補強材の間に衝撃吸収部を介在させ
た。この構成によれば、万一フロントピラーに障害物が
当った場合、衝撃吸収部を潰すことで衝撃力を吸収して
障害物への衝撃を十分に緩和することができる。一方、
フロントピラーのその他の部位を変形し難い肉厚に構成
したので、フロントピラーの剛性を十分に確保すること
ができる。この結果、フロントピラー本来の剛性を確保
しつつ、障害物への衝撃を十分に緩和することができ
る。

【００３７】加えて、衝撃吸収部をフロントピラーの内
部に取付けたので、衝撃吸収部の外観性を考慮する必要
がなく、また衝撃吸収部にシール性を備える必要もな
い。従って、衝撃吸収部を簡素な構成にして簡単に製造
することができ、衝撃吸収部を備えたフロントピラーの
製造コストを抑えることができる。

【００３８】請求項２は、衝撃吸収部を補強材より薄い
金属板で形成した。この構成により、衝撃吸収部を簡素
にして衝撃吸収部を備えたフロントピラーの製造コスト
を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフロントピラーを備えた自動車の
斜視図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】本発明に係る自動車のフロントピラーの分解斜
視図

【図４】本発明に係る自動車のフロントピラーの第１作
用図

【図５】本発明に係る自動車のフロントピラーの第２作
用図

【図６】従来の自動車のフロントピラーを示す断面図

【図７】従来のフロントピラーに取付けるガーニッシュ
単体の側面図

【符号の説明】

１０…自動車、２０…フロントピラー、２１…アウタフ
レーム、２２…前壁部、２３…側壁部、３０…補強材
（スチフナ）、４０…インナフレーム、５０…衝撃吸収
部、Ｒ…車室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前方に臨む前壁部と車体側方に臨む
   側壁部とを含むアウタフレームに、補強材を介して車室
   に臨むインナフレームを合せて形成した自動車のフロン
   トピラーにおいて、 前記前壁部を前方へ膨出させ、この前壁部と前記補強材
   の間に潰れることにより衝撃を吸収する衝撃吸収部を介
   在させたことを特徴とする自動車のフロントピラー。
2. 【請求項２】 前記衝撃吸収部は、前記補強材より薄い
   金属板で形成したものであることを特徴とする請求項１
   記載の自動車のフロントピラー。