JP3569882B2 - フロントピラー構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は乗用車のボディ構造に係り、特にフロントピラーの構造に関するものであれる。
【０００２】
【従来の技術】
図７はこの種の車両におけるフロントピラーまわりの構造例を示している。
このボディ構造において、図示のように乗員の前方にフロントピラー１が配置される。この場合、フロントピラー１は、乗員の安全上極めて重要である。すなわち、仮に乗員の頭部がフロントピラー１に衝突した際、そのときの衝撃を有効に吸収し得るボディ構造が不可欠となる。
【０００３】
図８は、従来のフロントピラー１の断面構造を示している。図において、２はアウタパネル、３はインナパネル、４はリインフォースである。これらの部材によりピラー本体が構成される。ピラー本体のインナパネル３側にはガーニッシュ５が付設され、またガーニッシュ５内にはパッド材として樹脂リブ６が装着されている。アウタパネル２およびインナパネル３を図示のように接合することにより閉断面を形成し、この閉断面における両端の接合部にてフロントピラー１の長手方向に沿ってフランジ部１ａ，１ｂが延設される。
【０００４】
ところで、ボディ構造における頭部保護構造については、法規制の適用範囲になり、たとえば北米法規ＦＭＶＳＳ２０１に準拠した試験条件によれば、衝突位置は最も厳しい条件で決定される。その場合の評価としては、速度２４ｋｍ／ｈで衝突したときの衝撃（加速度）から決定される頭部障害値ＨＩＣ（ｄ）で判断する。このような基準に対応するために最も重要な事項は、乗員の頭部の加速度を低下することである。
【０００５】
従来のフロントピラー構造において、フロントピラー１に対する乗員の頭部保護のために、頭部が直接ピラー本体に衝突しないようにしている。たとえば内装品であるガーニッシュ５の厚みを増加させることで、頭部Ｍがピラー本体に衝突するまでの距離Ｌを増加させたり、あるいはまた、図８の例のようにガーニッシュ５内に樹脂リブ６を装着することで、衝突時のエネルギ吸収効果を高めるようにしている。このような対策を施すことにより、乗員の頭部が実質的にピラー本体に衝突する前に衝突現象を終了させようというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフロントピラー構造において、乗員の頭部保護を実効あらしめるにはガーニッシュ５の厚みを一定以上確保しなければならない。このため有効な室内スペースを制約する原因となる。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑み、乗員に対する安全性を高めると共に、室内スペースを有効に確保し得るフロントピラー構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のフロントピラー構造は、アウタパネルとインナパネルを接合することにより閉断面を形成すると共に、その接合部をフランジとして形成したピラー本体と、このピラー本体のインナパネル側に付設したガーニッシュと、このガーニッシュ内部にガーニッシュと一体化して形成した樹脂リブと、を備えるフロントピラーにおいて、上記樹脂リブを、第１のリブ、第２のリブ及び第３のリブで構成し、該第１のリブを、上記アウタパネルおよび上記インナパネルの一方の接合部の至近位置で、外荷重に対する横方向の対抗荷重を発生させるように上記インナパネル側から立て、上記第２のリブを、上記アウタパネルおよび上記インナパネルの他方の接合部の至近位置で、乗員の頭部の軌道変更に必要な対抗荷重を発生させるように上記インナパネル側から立て、さらに、第３のリブを上記第１のリブに隣接配置し、外荷重によるガーニッシュの変形方向を制御する対抗荷重を発生させるようにしたものである。
【００１１】
本発明によれば、乗員の頭部が実質的に車両ボディ（ピラー本体）に衝突しないように、ピラー本体に付設されたガーニッシュ部分で頭部の軌道を変更させるようにしている。すなわちガーニッシュ内部に樹脂リブを一体化して形成し、ガーニッシュが頭部から受ける外荷重による変形方向を制御する対抗荷重を発生させる。このように対抗荷重を発生させることで、頭部の軌道は減速距離が長くなるように変更され、衝撃エネルギに対する吸収性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づき、従来例と実質的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本発明によるフロントピラー構造の好適な実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、この実施形態におけるフロントピラー１の要部構成例を示している。フロントピラー１は、アウタパネル２とインナパネル３の間にリインフォース４を介在させるかたちで、これらの部材を接合することにより閉断面を形成して成るピラー本体を有する。このピラー本体のインナパネル３側にガーニッシュ５が付設される。ピラー本体の閉断面の両端接合部にて長手方向に沿ってフランジ部１ａ，１ｂが延設される。
【００１４】
また、ガーニッシュ５の内部に樹脂リブ７が一体化して形成される。樹脂リブ７は、外荷重に対する横方向の対抗荷重を発生させるようにインナパネル３側から立てた第１のリブ７ａを含んでいる。この第１のリブ７ａは、アウタパネル２およびインナパネル３の一方の接合部すなわちフランジ部１ａの至近位置に設けられる。ここに、フロントピラー１は外荷重として、乗員の頭部Ｍから荷重を受けるものとする。
【００１５】
樹脂リブ７は、アウタパネル２およびインナパネル３の他方の接合部すなわちフランジ部１ｂの至近位置で、インナパネル３側から立てた第２のリブ７ｂをさらに含んでいる。第１のリブ７ａおよび第２のリブ７ｂは、後述のように乗員の頭部Ｍの軌道変更に必要な対抗荷重を発生させることができる。特に、第１のリブ７ａにあっては、衝突初期において頭部Ｍの軌道変更と回転を促進させる機能を備えている。
【００１６】
さらに樹脂リブ７は、第１のリブ７ａに隣接配置された第３のリブ７ｃを含んでいる。この第３のリブ７ｃは、後述のように乗員の頭部Ｍの移動の妨げとならないように、ガーニッシュ５の変形モードを制御する機能を備えている。
【００１７】
ここで、本発明は図２に模式的に示したように、乗員の頭部Ｍの軌道を変更することにより、車両ボディ（特にピラー本体のフランジ部１ａ）との実質的な衝突を回避することを意図している。さらに、このような軌道の変更に加えて、頭部Ｍの回転（自転）を併発させるようにしている。また、ガーニッシュ５の変形モードによって減速距離をコントロールすることを意図している。つまり乗員の頭部Ｍが実質的にピラー本体に衝突する前に衝突現象を終了させるものである。
【００１８】
図３は、この実施形態における頭部Ｍの軌道変更を行うための原理作用を示している。頭部Ｍの軌道変更の大きさを増すためには、頭部Ｍに対する横方向の対抗荷重を増加させる必要がある。すなわち、図において荷重Ｆ２を増加させるために角度φを増加させることになる。また、頭部Ｍの回転量を増すためには、重心Ｏまわりの回転モーメントを増加させる必要がある。すなわち、図においてオフセット距離ｄを増加させることになる。
【００１９】
上述したような配置関係で第１のリブ７ａ、第２のリブ７ｂおよび第３のリブ７ｃを含む樹脂リブ７をガーニッシュ５の内部に一体形成することで、これらのリブが頭部Ｍの軌道を変更させあるいは回転させるための荷重を発生させる。
【００２０】
つぎに、上記構成で成るフロントピラー構造において、簡易モデルを用いて行った効果確認試験を説明する。
この例では、図４に示すようなモデルでＦＥＭ（有限要素法）によって効果を確認したものである。この場合、ガーニッシュ５の厚みを１８．３ｍｍとして検討した。安全上達成すべき頭部障害値は８００以下とし、従来例に対しても同様な試験を行った。
【００２１】
本発明によれば、頭部障害値６１５であり、これは目標値を大幅に上回る好結果が得られた。ちなみに従来例の場合にあっては目標値を達成するのが難しい。本発明では結果としてガーニッシュ５の厚みを小さくしても、頭部保護性能を効果的に確保することができる。これにより安全性を維持向上させながら室内スペースを実質的に拡大することが可能になる。
【００２２】
図５および図６は、本発明と従来例それぞれの計算モデルにおいて衝突の前後における断面の変形状態を示している。図から明らかなように、本発明によれば衝突後、頭部Ｍに何ら障害もしくは変形等が起こらないのに対して、従来例の場合ボディ（ピラー本体のフランジ部１ａ）との衝突で頭部Ｍに変形が起こる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガーニッシュの内部に樹脂リブを特定の配置状態で設定することでガーニッシュの厚みを小さくしても、頭部保護性能を有効に確保することができ、室内スペースを有効に拡大した上で、乗員に対する高い安全性を確保することができる。また、ガーニッシュおよび樹脂リブの一体化構造であるから、樹脂リブの製造コストを低減させコスト的に極めて有利である等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフロントピラー構造の実施形態における要部構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の基本原理を模式的に説明する図である。
【図３】本発明における頭部の軌道変更を行うための原理作用を示す図である。
【図４】本発明における効果確認試験に使用する計算モデルの例を示す図である。
【図５】本発明における計算モデルでの衝突の前後における断面の変形状態をそれぞれ示す図である。
【図６】従来例における計算モデルでの衝突の前後における断面の変形状態をそれぞれ示す図である。
【図７】従来例に係るフロントピラーまわりの構造例を示す図である。
【図８】従来例に係るフロントピラー構造の構成例を示す図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ フロントピラー
２ アウタパネル
３ インナパネル
４ ピラー本体
５ ガーニッシュ
７ 樹脂リブ
７ａ 第１のリブ
７ｂ 第２のリブ
７ｃ 第３のリブ
【発明の属する技術分野】
本発明は乗用車のボディ構造に係り、特にフロントピラーの構造に関するものであれる。
【０００２】
【従来の技術】
図７はこの種の車両におけるフロントピラーまわりの構造例を示している。
このボディ構造において、図示のように乗員の前方にフロントピラー１が配置される。この場合、フロントピラー１は、乗員の安全上極めて重要である。すなわち、仮に乗員の頭部がフロントピラー１に衝突した際、そのときの衝撃を有効に吸収し得るボディ構造が不可欠となる。
【０００３】
図８は、従来のフロントピラー１の断面構造を示している。図において、２はアウタパネル、３はインナパネル、４はリインフォースである。これらの部材によりピラー本体が構成される。ピラー本体のインナパネル３側にはガーニッシュ５が付設され、またガーニッシュ５内にはパッド材として樹脂リブ６が装着されている。アウタパネル２およびインナパネル３を図示のように接合することにより閉断面を形成し、この閉断面における両端の接合部にてフロントピラー１の長手方向に沿ってフランジ部１ａ，１ｂが延設される。
【０００４】
ところで、ボディ構造における頭部保護構造については、法規制の適用範囲になり、たとえば北米法規ＦＭＶＳＳ２０１に準拠した試験条件によれば、衝突位置は最も厳しい条件で決定される。その場合の評価としては、速度２４ｋｍ／ｈで衝突したときの衝撃（加速度）から決定される頭部障害値ＨＩＣ（ｄ）で判断する。このような基準に対応するために最も重要な事項は、乗員の頭部の加速度を低下することである。
【０００５】
従来のフロントピラー構造において、フロントピラー１に対する乗員の頭部保護のために、頭部が直接ピラー本体に衝突しないようにしている。たとえば内装品であるガーニッシュ５の厚みを増加させることで、頭部Ｍがピラー本体に衝突するまでの距離Ｌを増加させたり、あるいはまた、図８の例のようにガーニッシュ５内に樹脂リブ６を装着することで、衝突時のエネルギ吸収効果を高めるようにしている。このような対策を施すことにより、乗員の頭部が実質的にピラー本体に衝突する前に衝突現象を終了させようというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフロントピラー構造において、乗員の頭部保護を実効あらしめるにはガーニッシュ５の厚みを一定以上確保しなければならない。このため有効な室内スペースを制約する原因となる。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑み、乗員に対する安全性を高めると共に、室内スペースを有効に確保し得るフロントピラー構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のフロントピラー構造は、アウタパネルとインナパネルを接合することにより閉断面を形成すると共に、その接合部をフランジとして形成したピラー本体と、このピラー本体のインナパネル側に付設したガーニッシュと、このガーニッシュ内部にガーニッシュと一体化して形成した樹脂リブと、を備えるフロントピラーにおいて、上記樹脂リブを、第１のリブ、第２のリブ及び第３のリブで構成し、該第１のリブを、上記アウタパネルおよび上記インナパネルの一方の接合部の至近位置で、外荷重に対する横方向の対抗荷重を発生させるように上記インナパネル側から立て、上記第２のリブを、上記アウタパネルおよび上記インナパネルの他方の接合部の至近位置で、乗員の頭部の軌道変更に必要な対抗荷重を発生させるように上記インナパネル側から立て、さらに、第３のリブを上記第１のリブに隣接配置し、外荷重によるガーニッシュの変形方向を制御する対抗荷重を発生させるようにしたものである。
【００１１】
本発明によれば、乗員の頭部が実質的に車両ボディ（ピラー本体）に衝突しないように、ピラー本体に付設されたガーニッシュ部分で頭部の軌道を変更させるようにしている。すなわちガーニッシュ内部に樹脂リブを一体化して形成し、ガーニッシュが頭部から受ける外荷重による変形方向を制御する対抗荷重を発生させる。このように対抗荷重を発生させることで、頭部の軌道は減速距離が長くなるように変更され、衝撃エネルギに対する吸収性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づき、従来例と実質的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本発明によるフロントピラー構造の好適な実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、この実施形態におけるフロントピラー１の要部構成例を示している。フロントピラー１は、アウタパネル２とインナパネル３の間にリインフォース４を介在させるかたちで、これらの部材を接合することにより閉断面を形成して成るピラー本体を有する。このピラー本体のインナパネル３側にガーニッシュ５が付設される。ピラー本体の閉断面の両端接合部にて長手方向に沿ってフランジ部１ａ，１ｂが延設される。
【００１４】
また、ガーニッシュ５の内部に樹脂リブ７が一体化して形成される。樹脂リブ７は、外荷重に対する横方向の対抗荷重を発生させるようにインナパネル３側から立てた第１のリブ７ａを含んでいる。この第１のリブ７ａは、アウタパネル２およびインナパネル３の一方の接合部すなわちフランジ部１ａの至近位置に設けられる。ここに、フロントピラー１は外荷重として、乗員の頭部Ｍから荷重を受けるものとする。
【００１５】
樹脂リブ７は、アウタパネル２およびインナパネル３の他方の接合部すなわちフランジ部１ｂの至近位置で、インナパネル３側から立てた第２のリブ７ｂをさらに含んでいる。第１のリブ７ａおよび第２のリブ７ｂは、後述のように乗員の頭部Ｍの軌道変更に必要な対抗荷重を発生させることができる。特に、第１のリブ７ａにあっては、衝突初期において頭部Ｍの軌道変更と回転を促進させる機能を備えている。
【００１６】
さらに樹脂リブ７は、第１のリブ７ａに隣接配置された第３のリブ７ｃを含んでいる。この第３のリブ７ｃは、後述のように乗員の頭部Ｍの移動の妨げとならないように、ガーニッシュ５の変形モードを制御する機能を備えている。
【００１７】
ここで、本発明は図２に模式的に示したように、乗員の頭部Ｍの軌道を変更することにより、車両ボディ（特にピラー本体のフランジ部１ａ）との実質的な衝突を回避することを意図している。さらに、このような軌道の変更に加えて、頭部Ｍの回転（自転）を併発させるようにしている。また、ガーニッシュ５の変形モードによって減速距離をコントロールすることを意図している。つまり乗員の頭部Ｍが実質的にピラー本体に衝突する前に衝突現象を終了させるものである。
【００１８】
図３は、この実施形態における頭部Ｍの軌道変更を行うための原理作用を示している。頭部Ｍの軌道変更の大きさを増すためには、頭部Ｍに対する横方向の対抗荷重を増加させる必要がある。すなわち、図において荷重Ｆ２を増加させるために角度φを増加させることになる。また、頭部Ｍの回転量を増すためには、重心Ｏまわりの回転モーメントを増加させる必要がある。すなわち、図においてオフセット距離ｄを増加させることになる。
【００１９】
上述したような配置関係で第１のリブ７ａ、第２のリブ７ｂおよび第３のリブ７ｃを含む樹脂リブ７をガーニッシュ５の内部に一体形成することで、これらのリブが頭部Ｍの軌道を変更させあるいは回転させるための荷重を発生させる。
【００２０】
つぎに、上記構成で成るフロントピラー構造において、簡易モデルを用いて行った効果確認試験を説明する。
この例では、図４に示すようなモデルでＦＥＭ（有限要素法）によって効果を確認したものである。この場合、ガーニッシュ５の厚みを１８．３ｍｍとして検討した。安全上達成すべき頭部障害値は８００以下とし、従来例に対しても同様な試験を行った。
【００２１】
本発明によれば、頭部障害値６１５であり、これは目標値を大幅に上回る好結果が得られた。ちなみに従来例の場合にあっては目標値を達成するのが難しい。本発明では結果としてガーニッシュ５の厚みを小さくしても、頭部保護性能を効果的に確保することができる。これにより安全性を維持向上させながら室内スペースを実質的に拡大することが可能になる。
【００２２】
図５および図６は、本発明と従来例それぞれの計算モデルにおいて衝突の前後における断面の変形状態を示している。図から明らかなように、本発明によれば衝突後、頭部Ｍに何ら障害もしくは変形等が起こらないのに対して、従来例の場合ボディ（ピラー本体のフランジ部１ａ）との衝突で頭部Ｍに変形が起こる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガーニッシュの内部に樹脂リブを特定の配置状態で設定することでガーニッシュの厚みを小さくしても、頭部保護性能を有効に確保することができ、室内スペースを有効に拡大した上で、乗員に対する高い安全性を確保することができる。また、ガーニッシュおよび樹脂リブの一体化構造であるから、樹脂リブの製造コストを低減させコスト的に極めて有利である等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフロントピラー構造の実施形態における要部構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の基本原理を模式的に説明する図である。
【図３】本発明における頭部の軌道変更を行うための原理作用を示す図である。
【図４】本発明における効果確認試験に使用する計算モデルの例を示す図である。
【図５】本発明における計算モデルでの衝突の前後における断面の変形状態をそれぞれ示す図である。
【図６】従来例における計算モデルでの衝突の前後における断面の変形状態をそれぞれ示す図である。
【図７】従来例に係るフロントピラーまわりの構造例を示す図である。
【図８】従来例に係るフロントピラー構造の構成例を示す図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ フロントピラー
２ アウタパネル
３ インナパネル
４ ピラー本体
５ ガーニッシュ
７ 樹脂リブ
７ａ 第１のリブ
７ｂ 第２のリブ
７ｃ 第３のリブ
Claims (1)
- アウタパネルとインナパネルを接合することにより閉断面を形成すると共に、その接合部をフランジとして形成したピラー本体と、このピラー本体のインナパネル側に付設したガーニッシュと、このガーニッシュ内部にガーニッシュと一体化して形成した樹脂リブと、を備えるフロントピラーにおいて、
上記樹脂リブを、第１のリブ、第２のリブ及び第３のリブで構成し、
該第１のリブを、上記アウタパネルおよび上記インナパネルの一方の接合部の至近位置で、外荷重に対する横方向の対抗荷重を発生させるように上記インナパネル側から立て、 上記第２のリブを、上記アウタパネルおよび上記インナパネルの他方の接合部の至近位置で、乗員の頭部の軌道変更に必要な対抗荷重を発生させるように上記インナパネル側から立て、さらに、
第３のリブを、上記第１のリブに隣接配置し、
外荷重によるガーニッシュの変形方向を制御する対抗荷重を発生させるようにしたことを特徴とするフロントピラー構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15083197A JP3569882B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | フロントピラー構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15083197A JP3569882B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | フロントピラー構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10338165A JPH10338165A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3569882B2 true JP3569882B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=15505350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15083197A Expired - Lifetime JP3569882B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | フロントピラー構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3569882B2 (ja) |
-
1997
- 1997-06-09 JP JP15083197A patent/JP3569882B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10338165A (ja) | 1998-12-22 |
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| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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