JP3690593B2 - 自動車のフロントピラー構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両上下方向に延びるフロントピラーに車両前後方向に延びるアッパメンバの後端部を結合してなる自動車のフロントピラー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車においては、車両衝突時の入力を車体後方に逃がすことにより車室への影響を最少にする構造が採用されている。例えば、フロントピラーに前後方向に延びるアッパメンバ（エプロンレインホース）の後端部を結合するとともに、フロントドア内にアッパメンバと略同じ高さ位置となるようにベルトラインリインホースを配設する場合がある。この構造では、車両衝突時の入力をアッパメンバからフロントピラーを介してベルトラインリインホースに伝達し、該ベルトラインリインホースを突っ張らせることによってドア本体のドアガラス開口部の変形を防止するとともに上記入力を車体後部に逃がすようにしている。
【０００３】
ここで、衝突時のフロントピラーの断面崩れを防止するために、フロントピラー内のアッパメンバ結合部にバルクヘッドを配設して該結合部の剛性を高めることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記フロントピラーのアッパメンバ結合部にバルクヘッドを配設する構造を採用した場合、入力方向等の如何によってはフロントピラーとベルトラインリインホースとの当たり面が滑ってずれ、ドア本体が外側に外れるおそれがあり、こうなると入力を車体後部に確実に伝達できないこととなる。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、衝突時のフロントピラーの断面崩れを防止できるとともに、バルクヘッドを配設する場合のドア本体の外れを防止でき、ひいては入力を車体後部に確実に伝達できる自動車のフロントピラー構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両上下方向に延びるフロントピラーに車両前後方向に延びるアッパメンバの後端部を結合してなる自動車のフロントピラー構造において、上記フロントピラー内のアッパメンバ結合部に車両前後方向に延びるボックス断面を有するバルクヘッドを配設し、フロントドア内に上記アッパメンバと略同じ高さ位置となるようにベルトラインリインホースを配設し、上記バルクヘッドの上記ベルトラインリインホースに対向する部分に切り欠き凹部を形成したことを特徴としている。
【０００７】
【発明の作用効果】
本発明にかかるフロントピラー構造によれば、フロントピラーのアッパメンバ結合部にバルクヘッドを配設したので、フロントピラーのアッパメンバ結合部の剛性を高めることができ、衝突時のフロントピラーの断面崩れを防止でき、入力をベルトラインリインホースに確実に伝達できる。
【０００８】
そして本発明では、上記バルクヘッドのベルトラインリインホースに対向する部分に切り欠き凹部を形成したので、衝突時にベルトラインリインホースがフロントピラーに食い込み易くなり、ドア本体が外れるのを確実に防止できる。即ち、バルクヘッドの切り欠き凹部がベルトラインリインホースの食い込み時の逃げとなることから、該ベルトラインリインホースがフロントピラーに確実に食い込み、ドア本体が車外側に外れるのを防止でき、入力を車体後部に確実に伝達できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１ないし図１０は、本発明の一実施形態による自動車のベルトライン部構造及びフロントピラー構造を説明するための図であり、図１は上記構造が採用された自動車の側面図、図２はアッパメンバのバルクヘッド結合部の斜視図、図３はフロントピラー周りの断面図（図１のIII-IIII線断面図）、図４はセンタピラー周りの断面図（図１のIV-IV 線断面図）、図５はアッパメンバの概略斜視図、図６はバルクヘッドの概略斜視図、図７はフロントピラーのベルトライン部の概略断面図（図１のVII-VII 線断面図）、図８はセンタピラーのベルトライン部の概略断面図（図１のVIII-VIII 線断面図）、図９はリヤピラーのベルトライン部の概略断面図（図１のIX-IX 線断面図）、図１０はリヤピラーの概略斜視図である。
【００１１】
図において、１は本実施形態構造が採用された自動車を示しており、これの車体２は左，右のサイドパネル３，３の上端間にルーフパネル４を接続するとともに、下端間にフロアパネル（不図示）を接続して車室を形成した概略構造となっている。
【００１２】
上記サイドパネル３は、車両上下方向に延びるフロントピラー５の上端部に車体後方に延びるルーフレール６の前端部を接続するとともに、下端部に同じく車体後方に延びるロッカパネル７の前端部を接続し、該ロッカパネル７とルーフレール６との間の車両前後方向略中央に車両上下方向に延びるセンタピラー８を接続し、さらに上記ロッカパネル７とルーフレール６の後端間にリヤピラー９を接続した構造のものであり、これによりフロントドア開口３ａ，リヤドア開口３ｂが形成されている。
【００１３】
上記フロントドア開口３ａにはフロンドドア１０が、上記リヤドア開口３ｂにはリヤドア１１が配設されている。上記フロンドドア１０はフロントピラー５に上下一対のヒンジ部材１２，１２を介して回動可能に枢支されており、また上記リヤドア１１はセンタピラー８に上下一対のヒンジ部材１３，１３を介して回動可能に枢支されている。
【００１４】
上記フロントドア１０は、ドアアウタパネル１４とドアインナパネル１５とを最中状に結合してドア本体１６を形成し、該ドア本体１６にウインドガラス１７ａを案内支持するサッシュフレーム１７を接続した構造のものである。このドアインナパネル１５は、車両前後方向に見たとき該ドアインナパネル１５の前壁１５ａの内側半部が上記フロントピラー５の後側壁５ｃに対向し（図３参照）、後壁１５ｂの内側半部がセンタピラー８の前側壁８ｃに対向するように配置されている。なお、上記ドアインナパネル１５の前壁１５ａ，後壁１５ｂ，及びピラー５，８の後側壁５ｃ，及び前側壁８ｃが本発明の車両前後方向壁となっている。
【００１５】
上記ドア本体１６内にはベルトラインＬに沿うようにベルトラインリインホース２０が配設されている。このベルトラインリインホース２０は、図３，４に示すように、縦断面ハット状のアウタリインホース１８と平板状のインナリインホース１９とをこれの外周縁同士を溶接により接合してなるものであり、車両前後方向に延びる縦長矩形状の閉断面Ａが形成されている。
【００１６】
上記ベルトラインリインホース２０は、車両側方から見たとき、車両前側の上下寸法が後側より大きくなるように下辺部が前下方に緩やかに傾斜しており（図１参照）、該ベルトラインリインホース２０の前端部は上記上側のヒンジ部材１２と略同じ高さに位置している。
【００１７】
上記ベルトラインリインホース２０はドアインナパネル１５に溶接接合されている。このようにしてドア本体１６には上記ベルトラインリインホース２０単独による第１閉断面Ａと、該ベルトラインリインホース２０とドアインナパネル１５とによる第２閉断面ＢとがベルトラインＬ全長に渡って連続するように形成されている。これによりベルトラインＬ部におけるドア剛性を大幅に高めることができ、衝突時の断面崩れによる折れを防止できる。
【００１８】
上記リヤドア１１は、ドアアウタパネル２１とドアインナパネル２２とを最中状に結合してドア本体２３を形成し、該ドア本体２３にサッシュフレーム（不図示）を接続した構造のものであり、上記フロントドア１０と略同様の構造となっている。
【００１９】
上記ドア本体２３内にはベルトラインＬに沿うように縦断面ハット状のリヤベルトラインリインホース２４が配設されている。このリヤベルトラインリインホース２４の外周縁は上記ドアインナパネル２２に溶接接合されており、この両者２４，２２でドア本体２３の全長に渡る長さの閉断面が形成されている。
【００２０】
上記フロントピラー５は、横断面ハット状のピラーアウタ２６とこれの開口を閉塞する平板状のピラーインナ２７との間に該ピラーアウタ２６に概ね沿うように形成された横断面ハット状のピラーリインホース２８を配設し、これらの前，後縁部５ａ，５ｂ同士をスポット溶接により接合した構造のものであり、上下方向に延びる角筒状の閉断面が形成されている。
【００２１】
上記左，右のフロントピラー５には車両前後方向に延びるアッパメンバ（エプロンレインホース）３０の後端部３０ａが接続されており、この後端部３０ａは上記ピラーアウタ２６の外側壁２６ａにアーク溶接等により接合されている。上記アッパメンバ３０には後端部３０ａから前方に延びる凸状ビード部３０ｂが形成されており、これにより上記ピラーアウタ２６とアッパメンバ３０との接合部には前後方向に延びるボックス断面ａが形成されている。また上記アッパメンバ３０の車外側には前輪の上方を覆うフェンダエプロン３１が配設されている。
【００２２】
車両側方から見たとき、上記アッパメンバ３０，ベルトラインリインホース２０，リヤベルトラインリインホース２４は略同じ高さ位置に、かつ車両前後方向に略直線をなすように直列配置されている（図１参照）。このようにして車両衝突時の入力は、アッパメンバ３０からフロントピラー５，ベルトラインリインホース２０，及びセンタピラー８を介してリヤベルトラインリインホース２４に伝達され、リヤピラー９から車体後部に逃がされるようになっている。
【００２３】
そして上記ピラーアウタ２６とピラーリインホース２８との間にはパッチ４０が配設され、溶接固定されている。このパッチ４０は、大略Ｌ字形の板状のもので、上記ベルトラインリインホース２０と同じ高さ位置に配置され、かつピラーアウタ２６及びピラーリインホース２８との間の外側壁５ｄ部分から後側壁５ｃとのコーナ部のみに位置し、該後側壁５ｃのコーナ部より車内側には存在しない形状となっている。このような形状のパッチ４０を配置したので、フロントピラー５の外側壁５ｄ部分の剛性のみが高くなり、後側壁５ｃの剛性は相対的に低くなっている。
【００２４】
上記フロントピラー５内のアッパメンバ３０との接合部にはバルクヘッド３３が配設されている。このバルクヘッド３３は、衝突時の入力をアッパメンバ３０からフロントピラー５，ベルトラインリインホース２０に有効に伝達するためのものであり、図６に示すように、車外側に開口する断面コ字状の第１リインホース３４と、車内側に開口する断面コ字状の第２リインホース３５とを接合することにより車両前後方向に延びる３つのボックス断面ｂを形成した構成となっている。
【００２５】
上記第１リインホース３４は内側壁３４ｃの上，下縁に車外側に延びる横側壁３４ｄ，３４ｄを屈曲形成するとともに、該各横側壁３４ｄの外縁に上，下フランジ部３４ａ，３４ｂを屈曲形成した構造のものである。また第２リインホース３５は外側壁３５ｃの上，下縁に車内側に延びる横側壁３５ｄ，３５ｄを屈曲形成するとともに、該各横側壁３５ｄの内縁に上，下フランジ部３５ａ，３５ｂを屈曲形成した構造のものである。
【００２６】
上記第１リインホース３４の上，下フランジ部３４ａ，３４ｂは上記ピラーリインホース２８の内壁面にピラーアウタ２６及びパッチ４０とともに４枚重ねて溶接接合されている。また第２リインホース３５の外側壁３５ｃは上記ピラーリインホース２８の内壁面にピラーアウタ２６及びパッチ４０とともに４枚重ねて溶接接合されており、上，下フランジ部３５ａ，３５ｂは第１リインホース３４の内側壁３４ｃとともにピラーインナ２７にボルト締め固定されている。
【００２７】
上記センタピラー８は、横断面ハット状のピラーアウタ３７とピラーインナ３８との間に上記ピラーアウタ３８に概ね沿うように形成された横断面ハット状のピラーリインホース３９を配置し、これらの前，後縁部８ａ，８ｂ同士を３枚重ねてスポット溶接により接合した構造となっている。
【００２８】
上記フロントドア１０のベルトラインリインホース２０の前端部２０ａ及び後端部２０ｂはアウタ，インナリインホース１８，１９の前，後縁部同士を接合することにより平面視で略尖った形状となっている（図３，図４参照）。
【００２９】
そして上記前，後端部２０ａ，２０ｂはドアインナパネル１５の前，後壁１５ａ，１５ｂの直近まで延びており、該ドアインナパネル１５の内側壁１５ｃの前，後コーナ部に溶接接合されている。この前，後端部２０ａ，２０ｂは、車幅方向に見て、ドアインナパネル１５の前，後壁１５ａ，１５ｂに接合されたサッシュフレーム１７と離れた位置にてオーバラップしている。これにより衝突時にベルトラインリインホース２０がサッシュフレーム１７に干渉することなく、フロントピラー５に食い込むこととなり、安定的な噛み合いが得られる。
【００３０】
上記前端部２０ａはフロントピラー５の後側壁５ｃの車幅方向中央部に、後端部２０ｂはセンタピラー８の前側壁８ｃの車幅方向中央部にそれぞれ対向している。このようにして各ピラー５，８とベルトラインリインホース２０とのラップ代Ｗを大きく確保することにより、衝突時の食い込みを確実に行えるようになっている（図３，図４参照）。
【００３１】
また上記フロントピラー５の後壁部５ｃとフロントドア１０の前壁１５ａとの間には所定の隙間Ｌが設けられている。この隙間Ｌはできるだけ小さく，例えば５ｍｍ以下に設定されており、該隙間Ｌを極力詰めることにより入力をフロントピラー５，フロントドア１０に有効に伝達でき、しかもドアインナパネル１５のコーナ部の変形を防止できる。また上記ドアインナパネル１５の内側壁１５ｃの前，後段部１５ｄ，１５ｅは傾斜した形状となっており、衝突時にフロントピラー５，センタピラー８に干渉するのを防止している。
【００３２】
上記バルクヘッド３３の各横側壁３４ｄ，３５ｄの後端部にはそれぞれ切り欠き凹部３３ａが形成されている。この各切り欠き凹部３３ａは横側壁３４ｄ，３５ｄの車幅方向寸法の１／２以上に渡る幅に設定され、かつベルトラインリインホース２０の前端部２０ａが食い込んだときに干渉しない深さに設定されている。
【００３３】
また上記アッパメンバ３０には折れ線３０ｄが形成されている（図５参照）。この折れ線３０ｄは平面視でカウルサイドパネル４１の後端でかつ凸状ビード部３０ｂの後端に位置するように形成されている。衝突時に折れ線３０ｄを起点としてアッパメンバ３０に外折れの変形モードを誘発させることによって、フロントピラー５の車内側へのねじれを抑制している。また上記アッパメンバ３０のフロントピラー５との合わせ面はその全周にわたってアーク溶接されており、衝突時にアッパメンバ３０がフロントピラー５から剥離するのを防止している。
【００３４】
上記センタピラー８の前壁部８ｃ及び後壁部８ｄを形成するピラーアウタ３７とピラーリインホース３９との間には所定の隙間Ｌ１が設けられている（図４参照）。この隙間Ｌ１は３ｍｍ以下に設定されている。このように隙間Ｌ１を小さい値に設定したので、入力をフロントドア１０，センタピラー８，リヤドア１１に有効に伝達できる。
【００３５】
また上記センタピラー８とフロントドア１０及びリヤドア１１との間には所定の隙間Ｌ２が設けられている。この隙間Ｌ２は５ｍｍ以下に設定されており、上記同様に入力を有効に伝達できる。
【００３６】
上記センタピラー８の外側壁８ｅ内には大略コ字形状のパッチ４３が配設されている。このパッチ４３は上記ベルトラインリインホース２０及びリヤベルトラインリインホース２４と略同じ高さ位置に配置され、かつピラーアウタ３７とピラーリインホース３９との間の上記外側壁８ｅ部分から前側壁８ｃ，後側壁８ｄへのコーナ部のみに位置し、前側壁８ｃ，後側壁８ｄのコーナより内側には存在しない形状となっており、上記ピラーアウタ３７，ピラーリインホース３９に溶接接合されている。これによりセンタピラー８の外側壁８ｅ部分のみの剛性を高めており、後側壁８ｄ，前側壁８ｃの剛性は外側壁８ｅに比べて低くなっている。
【００３７】
上記リヤドア１１のリヤベルトラインリインホース２４の前端部２４ａ及び後端部２４ｂはドアインナパネル２２の前，後壁２２ａ，２２ｂの直近まで延びており、該ドアインナパネル２２の内側壁２２ｃの前，後コーナ部に溶接接合されている。
【００３８】
上記リヤピラー９とリヤドア１１との間には所定の隙間Ｌ３が設けられている（図９参照）。この隙間Ｌ３は５ｍｍ以下に設定されており、このように隙間Ｌ３を最少としたことにより衝突時にリヤドア１１が外側にずれて外れるのを防止でき、入力を後方に確実に逃がすことができる。
【００３９】
またリヤピラー９のリヤベルトラインリインホース２４との対向部には、リヤドアロックリインホース４５の延長部４５ａが配置されている。これによりリヤベルトラインリインホース２４の当たり面を補強でき、該ベルトラインリインホース２４の大幅な後方移動を防止でき、入力をリヤピラー９に有効に伝達できる。また既存のリヤドアロックリインホース４５に延長部４５ａを形成するだけであるから、部品点数が増えることはない。
【００４０】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００４１】
車両の前面衝突による入力は、アッパメンバ３０からフロントピラー５を介してフロントドア本体１６のベルトラインリインホース２０に伝達され、該ベルトラインリインホース２０からセンタピラー８に伝達され、さらにこのセンタピラー８からリヤドア本体２３のリヤベルトラインリインホース２４に伝達され、リヤピラー９を介して車体後方に伝達される。
【００４２】
この場合、フロントドア本体１６の前後方向の相対移動に伴ってベルトラインリインホース２０の前，後端部２０ａ，２０ｂがそれぞれフロントピラー５の後側壁５ｃ、センタピラー８の前側壁８ｃの車内側部分に突き当ることとなる。そして上記フロントピラー５，センタピラー８は、外側壁５ｄ，８ｅにパッチ４０，４３を追加して該外側壁５ｄ，８ｅの剛性を強くし、もって後側壁５ｃ及び前側壁８ｃの剛性を相対的に弱くしている。
【００４３】
これによりドアインナパネル１５の前，後壁１５ａ，１５ｂの上記ベルトラインリインホース２０の前，後端部２０ａ，２０ｂより車外側の上記外側壁５ｄ，８ｅ対向部分が凹み、全体として大略Ｚ字形状に変形し、フロントピラー５，センタピラー８に食い込むこととなる（図７，図８の二点鎖線参照）。その結果、ベルトラインリインホース２０の車幅方向外方への移動が規制されるとともに、該ベルトラインリインホース２０が突っ張って入力をリヤドア１１のリヤベルトラインリインホース２４に伝える。このリヤベルトラインリインホース２４においても上記同様にセンタピラー８の後側壁８ｄに突き刺さって食い込むこととなり、入力をリヤピラー９に伝えて車体後方に逃がすこととなる。そして衝突最後の車体のスプリングバックによって各ドア本体１６，２３の食い込みが外れ、もってドアの開が可能となる。
【００４４】
このように本実施形態のベルトライン部構造によれば、フロントドア１０のベルトラインリインホース２０の前，後端部２０ａ，２０ｂをドア本体１６のドアインナパネル１５の前，後壁１５ａ，１５ｂに当接するように延長し、フロントピラー５の外側壁５ｄ，センタピラー８の外側壁８ｅの剛性を強くし、もって後側壁５ｃ，前側壁８ｃの剛性を相対的に低くしたので、上述のように車両衝突時にベルトラインリインホース２０がフロントピラー５，センタピラー８に突き刺さって食い込むこととなり、該ベルトラインリインホース２０の外側への移動が規制されることとなる。その結果、フロントピラー５が車内側にねじれて変形した場合にも、ドア本体１６が滑って外れることはなく、入力を車体後部に確実に伝達することができる。
【００４５】
また上記同様に、リヤドア１１のリヤベルトラインリインホース２４の前，後端部２４ａ，２４ｂをドア本体２３に当接するように延長形成し、センタピラー８の外側壁８ｅの剛性を強くし、もって後側壁８ｄの剛性を相対的に低くしたので、前端部２４ａがセンタピラー８の後側壁８ｄに突き刺さって食い込むこととなり、ドア本体２３が外側に外れるのを防止でき、入力をリヤピラー９に確実に伝達できる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、フロントピラー５，センタピラー８にパッチ４０，４３を追加することによって外側壁５ｄ，８ｅの剛性を高くした場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
【００４７】
例えば、図１１及び図１２に示すように、フロントピラー５のピラーリインホース２８及びセンタピラー８のピラーリインホース３９にベルトラインリインホース２０が挿通可能な大きさの逃げ孔２８ａ，３９ａを形成し、これによりフロントピラー５の後側壁５ｃ及びセンタピラー８の前側壁８ｃの剛性を相対的に低くするようにしてもよい。このようにした場合には、ベルトラインリインホース２０の食い込みがより容易確実となる。また上記パッチの追加と逃げ孔の両方を採用してもよい。
【００４８】
本実施形態のフロントピラー構造によれば、フロントピラー５内のアッパメンバ３０との接合部にバルクヘッド３３を配設したので、フロントピラー５のアッパメンバ接合部の剛性を高めることができ、衝突時のフロントピラー５の断面崩れを防止でき、入力をベルトラインリインホース２０に確実に伝達できる。
【００４９】
また本実施形態では、上記バルクヘッド３３の各横側壁３４ｄ，３５ｄに切り欠き凹部３３ａを形成したので、該切り欠き凹部３３ａがベルトラインリインホース２０の食い込み時の逃げとなる。もってベルトラインリインホース２０がフロントピラー５の後側壁５ｃに容易に食い込むこととなり、ドア本体１６が外れるのを防止でき、入力を車体後方により確実に伝達できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるベルトライン部構造及びフロントピラー構造を説明するための自動車の側面図である。
【図２】上記フロントピラーのアッパメンバ及びバルクヘッドの斜視図である。
【図３】上記フロントピラー周りの断面図（図１のIII-IIII線断面図）である。
【図４】センタピラー周りの断面図（図１のIV-IV 線断面図）である。
【図５】上記アッパメンバの概略斜視図である。
【図６】上記バルクヘッドの概略斜視図である。
【図７】上記フロントピラーの概略断面図（図１のVII-VII 線断面図）である。
【図８】上記センタピラーの概略断面図（図１のVIII-VIII 線断面図）である。
【図９】リヤピラーの概略断面図（図１のIX-IX 線断面図）である。
【図１０】上記リヤピラーの概略斜視図である。
【図１１】上記実施形態の変形例を示すフロントピラーの図である。
【図１２】上記実施形態の変形例を示すセンタピラーの図である。
【符号の説明】
１ 自動車
５ フロントピラー
１０ フロントドア
２０ ベルトラインリインホース
３０ アッパメンバ
３０ａ 後端部
３３ バルクヘッド
３３ａ 切り欠き凹部
ｂ ボックス断面

Claims (1)

1. 車両上下方向に延びるフロントピラーに車両前後方向に延びるアッパメンバの後端部を結合してなる自動車のフロントピラー構造において、上記フロントピラー内のアッパメンバ結合部に車両前後方向に延びるボックス断面を有するバルクヘッドを配設し、フロントドア内に上記アッパメンバと略同じ高さ位置となるようにベルトラインリインホースを配設し、上記バルクヘッドの上記ベルトラインリインホースに対向する部分に切り欠き凹部を形成したことを特徴とする自動車のフロントピラー構造。

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