JP4289130B2

JP4289130B2 - フロントピラー補強構造

Info

Publication number: JP4289130B2
Application number: JP2003388977A
Authority: JP
Inventors: 哲夫塗木; 賢治古本; 泰彦前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2023-11-19
Also published as: JP2005145369A; CN2743199Y; CN1618678A; CN1321030C

Description

本発明はフロントピラー補強構造に係り、特に、自動車におけるフロントピラー補強構造に関する。

従来、自動車におけるフロントピラー補強構造においては、インナパネルとアウタパネルとで構成した閉断面構造のフロントピラーの、ウエスト屈曲部及びルーフ屈曲部にそれぞれ前記閉断面構造を横切るリインフォースメントロアおよびリインフォースメントアッパを設け、フロントピラーの上半部において、前記両リインフォースメントをそれぞれ上方および下方へ延在させ、これらの延在端部を重合するとともに、重合部の少なくとも一方の端縁に切欠き部を設けて、端縁をフロントピラー本体と非溶接とした構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２４９０６９号公報

しかしながら、特許文献１では、リインフォースメントロアに形成した段付と、リインフォースメントアッパの延在端部とが、リインフォースメントロアとリインフォースメントアッパとの板厚分によって対向している。この結果、フロントピラーにフロントピラーの軸線方向に沿って衝突荷重が作用した場合に、リインフォースメントロアの段付が、リインフォースメントアッパの延在端部を容易にすり抜け、リインフォースメントアッパの軸線方向（長手方向）へ移動する。このため、フロントピラーの反力が大きく低下し、フロントピラーの変形が大きくなる。これを改善するためには、板厚を上げる等の補強を行なう必要があり、車体の重量が増加する。

本発明は上記事実を考慮し、重量増加を抑制しつつ車体衝突時のフロントピラーの反力を向上できるフロントピラー補強構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明は、フロントピラーの断面内部にフロントピラーの軸線方向に沿って配設されたフロントピラーリインフォースメントと、
フロントピラーの断面内部の前記フロントピラーリインフォースメントの上方側にフロントピラーの軸線方向に沿って配設されたレールリインフォースメントと、
を有するフロントピラー補強構造であって、
互いに対向する前記フロントピラーリインフォースメントの端部と前記レールリインフォースメントの端部とが前記フロントピラーの軸線方向から見て互いに交差することを特徴とする。

従って、互いに対向するフロントピラーリインフォースメントの端部とレールリインフォースメントの端部とがフロントピラーの軸線方向から見て互いに交差しているため、フロントピラーにフロントピラーの軸線方向に沿って衝突荷重が作用した場合に、フロントピラーリインフォースメントの端部がレールリインフォースメントの端部をすり抜けることがない。この結果、フロントピラーリインフォースメントの移動がレールリインフォースメントによって確実に阻止される。このため、車体衝突時のフロントピラーの反力を向上できる。また、板厚を厚くする等の補強が必要ないため重量増加を抑制しつつ車体衝突時のフロントピラーの反力を向上できる。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載のフロントピラー補強構造において、互いに対向する前記フロントピラーリインフォースメントの端部と前記レールリインフォースメントの端部とに配設された荷重伝達面拡大手段を有することを特徴とする。

従って、請求項１記載の内容に加えて、フロントピラーリインフォースメントの端部に配設された荷重伝達面拡大手段とレールリインフォースメントの端部に配設された荷重伝達面拡大手段とが広範囲で当接する。この結果、フロントピラーリインフォースメントの端部とレールリインフォースメントの端部とをより確実に干渉させることができる。このため、車体衝突時のフロントピラーの反力を確実に上げることができる。

請求項１記載の本発明は、フロントピラーの断面内部にフロントピラーの軸線方向に沿って配設されたフロントピラーリインフォースメントと、フロントピラーの断面内部のフロントピラーリインフォースメントの上方側にフロントピラーの軸線方向に沿って配設されたレールリインフォースメントと、を有するフロントピラー補強構造であって、互いに対向するフロントピラーリインフォースメントの端部とレールリインフォースメントの端部とがフロントピラーの軸線方向から見て互いに交差するため、重量増加を抑制しつつ車体衝突時のフロントピラーの反力を向上できるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明は、請求項１記載のフロントピラー補強構造において、互いに対向するフロントピラーリインフォースメントの端部とレールリインフォースメントの端部とに配設された荷重伝達面拡大手段を有するため、請求項１記載の効果に加えて、車体衝突時のフロントピラーの反力を確実に上げることができるという優れた効果を有する。

本発明におけるフロントピラー補強構造の一実施形態を図１〜図６に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車体上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車体前方方向を示し、図中矢印ＯＵＴは車幅外側方向を示している。

図１に示される如く、本実施形態における自動車の車体のフロントピラー（Ａピラーともいう）１２の上半分１２Ａは、車体側面視において車体前方下側から車体後方上側に向かって延設されている。

図２に示される如く、フロントピラー１２の上半分１２Ａは、フロントピラー１２の上半分１２Ａの車体外側部を構成するサイドメンバアウタ１４と、フロントピラー１２の上半分１２Ａの車体内側部を構成するサイドメンバインナ１６と、で構成されている。また、図４、図５及び図６に示される如く、サイドメンバアウタ１４とサイドメンバインナ１６とで閉断面部１８が形成されている。

図３に示される如く、フロントピラー１２の上半分１２Ａにおける閉断面部１８内の下方側には、フロントピラーリインフォースメント２０がフロントピラー１２の上半分１２Ａの軸線方向（長手方向）に沿って配設されており、フロントピラーリインフォースメント２０はフロントピラー１２のウエスト屈曲部１２Ｂ（図１参照）を横切っている。

また、フロントピラー１２の上半分１２Ａの閉断面部１８内におけるフロントピラーリインフォースメント２０の上方側には、レールリインフォースメント２２がフロントピラー１２の上半分１２Ａの軸線方向（長手方向）に沿って配設されており、レールリインフォースメント２２はフロントピラー１２のルーフ屈曲部１２Ｃを横切っている。

また、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａとレールリインフォースメント２２の下端部２２Ａとは僅かな距離Ｌ１の隙間２４を開けて対向している。

図５に示される如く、フロントピラーリインフォースメント２０の軸線方向（長手方向）から見た断面形状は、開口部を車体内方へ向けた略コ字状となっており、前壁部２０Ｂの先端部２０Ｃが、サイドメンバアウタ１４のフランジ１４Ａとサイドメンバインナ１６のフランジ１６Ａとの間に結合されている。また、フロントピラーリインフォースメント２０の後壁部２０Ｄの先端部には、開口部外側へ向ってフランジ２０Ｅが形成されており、フランジ２０Ｅはサイドメンバアウタ１４のフランジ１４Ｂとサイドメンバインナ１６のフランジ１６Ｂとの間に結合されている。

図６に示される如く、レールリインフォースメント２２の軸線方向（長手方向）から見た断面形状は、開口部を車体内方へ向けたコ字状となっており、基部２２Ｂの前端部に形成された前壁部２２Ｃがサイドメンバアウタ１４のフランジ１４Ａとサイドメンバインナ１６のフランジ１６Ａとの間に結合されている。また、レールリインフォースメント２２の基部２２Ｂの後端部に形成された後壁部２２Ｄの先端部には、開口部外側へ向ってフランジ２２Ｅが形成されており、フランジ２２Ｅはサイドメンバアウタ１４のフランジ１４Ｂとサイドメンバインナ１６のフランジ１６Ｂとの間に結合されている。

図１及び図４に示される如く、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａにおける後壁部２０Ｄと、レールリインフォースメント２２の下端部２２Ａにおける基部２２Ｂとは、互いに略直角に交差している。

図３に示される如く、フロントピラーリインフォースメント２０のフランジ２０Ｅにおける上端部には切欠２６が形成されており、切欠２６を形成した部位では、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａとレールリインフォースメント２２の下端部２２Ａとが距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）の隙間を開けて対向している。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、図１及び図４に示される如く、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａにおける後壁部２０Ｄと、レールリインフォースメント２２の下端部２２Ａにおける基部２２Ｂとが互いに略直角に交差している。従って、車体前突時にフロントピラー１２の上半分１２Ａに、フロントピラー１２の上半分１２Ａの軸線方向に沿って衝突荷重（図３の矢印Ｆ）が作用した場合に、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａが、レールリインフォースメント２２の下端部２２Ａをすり抜けることがない。

この結果、フロントピラーリインフォースメント２０の上方（図３の矢印Ａ方向）への移動がレールリインフォースメント２２によって確実に阻止される。

このため、本実施形態では、車体衝突時のフロントピラー１２の反力を向上できる。また、板厚を厚くする等の補強が必要ないため、重量増加を抑制しつつ、車体衝突時のフロントピラー１２の反力を向上でき、フロントピラー１２の変形を抑制できる。

なお、衝突荷重が大きい場合には、切欠２６を起点にしてフロントピラー１２の上半分が折れることで、衝突エネルギを吸収できる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、図７に示される如く、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａに、プレスまたは曲げ加工等によって荷重伝達面拡大手段としての荷重伝達フランジ２０Ｆを形成し、レールリインフォースメント２２の下端部２２Ａに、プレスまたは曲げ加工等によって荷重伝達面拡大手段としての荷重伝達フランジ２２Ｆを形成した構成としても良い。なお、この場合には、フロントピラーリインフォースメント２０のとしての荷重伝達フランジ２０Ｆと、レールリインフォースメント２２のとしての荷重伝達フランジ２２Ｆとが当接することで、フロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａとレールリインフォースメント２２の下端部２２Ａとをより確実に干渉させることができる。これにより、車体衝突時に、フロントピラー１２の反力を確実に上げることができる。

また、図８に示される如く、荷重伝達フランジ３０Ａを有する板金で形成された別部材の荷重伝達面拡大手段３０をフロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａの近傍２０Ｇにスポット溶接等によって結合し、荷重伝達フランジ３２Ａを有する板金で形成された別部材の荷重伝達面拡大手段３２をレールリインフォースメント２２の下端部２２Ａの近傍２２Ｇにスポット溶接等によって結合した構成としても良い。

また、図９に示される如く、荷重伝達面３４Ａを有する樹脂材で形成された別部材の荷重伝達面拡大手段３４をフロントピラーリインフォースメント２０の上端部２０Ａの近傍２０Ｇにビス等の締結部材３６または接着で固定し、荷重伝達面３８Ａを有する樹脂材で形成された別部材の荷重伝達面拡大手段３８をレールリインフォースメント２２の下端部２２Ａの近傍２２Ｇにボルト等の締結部材４０または接着で固定しても良い。また、樹脂材に代えて高剛性発泡材で荷重伝達面拡大手段３４、３８を形成しても良い。

また、サイドメンバアウタ１４、サイドメンバインナ１６、フロントピラーリインフォースメント２０、レールリインフォースメント２２の各断面形状は、上記実施形態に限定されない。

本発明の一実施形態に係るフロントピラー補強構造を示す一部を二点鎖線とした車体斜め後方外側から見た斜視図である。本発明の一実施形態に係るフロントピラー補強構造を示す車体斜め後方外側から見た分解斜視図である。本発明の一実施形態に係るフロントピラー補強構造の要部を示す拡大側面図である。図３の４−４線に沿った拡大断面図である。図３の５−５線に沿った拡大断面図である。図３の６−６線に沿った拡大断面図である。本発明の他の実施形態に係るフロントピラー補強構造の要部を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。本発明の他の実施形態に係るフロントピラー補強構造の要部を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。本発明の他の実施形態に係るフロントピラー補強構造の要部を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。

符号の説明

１２フロントピラー
１２Ａフロントピラーの上半分
１４サイドメンバアウタ
１６サイドメンバインナ
１８フロントピラーの閉断面部
２０フロントピラーリインフォースメント
２０Ｄフロントピラーリインフォースメントの後壁部
２０Ｆフロントピラーリインフォースメントの荷重伝達フランジ（荷重伝達面拡大手段）
２２レールリインフォースメント
２２Ｂレールリインフォースメントの基部
２２Ｆレールリインフォースメントの荷重伝達フランジ（荷重伝達面拡大手段）
３０荷重伝達面拡大手段
３０Ａ荷重伝達面拡大手段の荷重伝達フランジ
３２荷重伝達面拡大手段
３２Ａ荷重伝達面拡大手段の荷重伝達フランジ
３４荷重伝達面拡大手段
３４Ａ荷重伝達面拡大手段の荷重伝達面
３８荷重伝達面拡大手段
３８Ａ荷重伝達面拡大手段の荷重伝達面

Claims

フロントピラーの断面内部にフロントピラーの軸線方向に沿って配設されたフロントピラーリインフォースメントと、
フロントピラーの断面内部の前記フロントピラーリインフォースメントの上方側にフロントピラーの軸線方向に沿って配設されたレールリインフォースメントと、
を有するフロントピラー補強構造であって、
互いに対向する前記フロントピラーリインフォースメントの端部と前記レールリインフォースメントの端部とが前記フロントピラーの軸線方向から見て互いに交差することを特徴とするフロントピラー補強構造。
互いに対向する前記フロントピラーリインフォースメントの端部と前記レールリインフォースメントの端部とに配設された荷重伝達面拡大手段を有することを特徴とする請求項１に記載のフロントピラー補強構造。