JP2007314031A - フロントピラー補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントピラーとインパネリインフォースメントとの結合強度の確保が容易なフロントピラー補強構造を得る。
【解決手段】本フロントピラー補強構造では、フロントピラー１２の車両後方側端部が車幅方向外側へ変位しようとした際に、フロントピラー１２と補強ブラケット２８との結合部すなわちボルト３０には強度的に有利な剪断荷重が作用する。このため、ボルト３０の破断を効果的に抑制できるので、フロントピラー１２とインパネリインフォースメント２０との結合強度を容易に確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両のフロントピラーを補強するためのフロントピラー補強構造に関する。

従来のフロントピラー構造（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）では、車両の左右のフロントピラー間にインパネリインフォースメントが配置されており、インパネリインフォースメントの車幅方向端部が、例えばボルト及びナットによってフロントピラーの車幅方向内側壁に垂直に結合されている。
特開２００１−１３０４４５号公報 特開２００３−１６５４６４号公報

ところで、車両の前面衝突時には、フロントピラーが垂直軸周りに捩られ、フロントピラーの車両後方側端部が車幅方向外側へ変位する場合がある。このフロントピラーの変位（捩り）を抑制するためには、フロントピラーとインパネリインフォースメントとを強固に結合することが好ましい。しかしながら、前述の如き従来のフロントピラー構造では、前述の如くインパネリインフォースメントの車幅方向端部がフロントピラーの車幅方向内側壁に垂直に結合されており、結合部（例えば、ボルト）には強度的に不利な引張り荷重が作用するので、フロントピラーとインパネリインフォースメントとの結合強度を確保しにくい。

本発明は上記事実を考慮し、フロントピラーとインパネリインフォースメントとの結合強度の確保が容易な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に記載の発明に係るフロントピラー補強構造は、車幅方向に沿って設けられるインパネリインフォースメントをフロントピラーの車両後方側壁に結合したことを特徴としている。

請求項１に記載のフロントピラー補強構造では、インパネリインフォースメントがフロントピラーの車両後方側壁に結合されている。したがって、フロントピラーの車両後方側端部が車幅方向外側に変位しようとした際に、上記結合部には強度的に有利な剪断荷重（フロントピラーの車両後方側壁に沿った荷重）が作用するので、フロントピラーとインパネリインフォースメントとの結合強度を確保しやすい。

請求項２に記載の発明に係るフロントピラー補強構造は、請求項１に記載のフロントピラー補強構造において、前記インパネリインフォースメントは、車幅方向端部に取り付けられたブラケットを有すると共に、当該ブラケットが前記フロントピラーの車両後方側壁に結合されることを特徴としている。

請求項２に記載のフロントピラー補強構造では、インパネリインフォースメントがブラケットを介してフロントピラーの車両後方側壁に結合されている。したがって、インパネリインフォースメントとフロントピラーとの結合構造の設計の自由度が向上する。

請求項３に記載の発明に係るフロントピラー補強構造は、請求項１又は請求項２に記載のフロントピラー補強構造において、前記フロントピラーは、フロントピラーインナパネルとフロントピラーアウタパネルとを有すると共に、前記フロントピラーインナパネルの車両後方側端部及び前記フロントピラーアウタパネルの車両後方側端部には両者を接合するためのフランジ部が設けられることを特徴としている。

請求項３に記載の発明に係るフロントピラー補強構造では、フロントピラーインナパネルの車両後方側端部とフロントピラーアウタパネルの車両後方側端部とに設けられたフランジ部によって、フロントピラーの車両後方側壁の剛性が向上する。したがって、フロントピラーの車両後方側壁に対するインパネリインフォースメントの取付剛性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明に係るフロントピラー補強構造では、フロントピラーとインパネリインフォースメントとの結合強度の確保が容易である。

＜第１の実施形態＞
本発明に係るフロントピラー補強構造の第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

図１に示されるように、自動車車体の左右に設けられたフロントピラー１２（図１では左側のフロントピラーのみ記載）は、フロントピラーインナパネル１４とフロントピラーアウタパネル１６とを有している。フロントピラーインナパネル１４と、フロントピラーアウタパネル１６とは、フロントピラーインナパネル１４の車両前方側端部に設けられた接合部１４Ａと、フロントピラーアウタパネル１６の車両前方側端部に設けられた接合部１６Ａとが接合されると共に、フロントピラーインナパネル１４の車両後方側端部に設けられたフランジ部１４Ｂと、フロントピラーアウタパネル１６の車両後方側端部に設けられたフランジ部１６Ｂとが接合されることで、車両前後方向が長手方向とされた略矩形の閉断面を構成している。この閉断面内には、断面コ字形のフロントピラーリインフォースメント１８がルーフ近傍からロッカーまで延在しており、フロントピラー１２を補強している。なお、フランジ部１４Ｂとフランジ部１６Ｂとは、フロントピラーリインフォースメント１８に設けられたフランジ部を介して間接的に接合されている。

フロントピラー１２の車両後方側には、インパネリインフォースメント２０が配設されている。インパネリインフォースメント２０は、円筒状に形成されて軸線方向（長手方向）が車幅方向に沿った状態で左右のフロントピラー１２間に掛け渡された本体部２２を有している。本体部２２の車幅方向両端部には、車幅方向内側が開口する箱状に形成されて、インパネリインフォースメント２０を構成する取付ブラケット２４が取り付けられている。取付ブラケット２４は、縦壁２４Ａの車両前方側がフロントピラー１２の車幅方向内側壁すなわちフロントピラーインナパネル１４にボルト２３及びナット２５により締結されている。

この取付ブラケット２４は、フロントピラー１２の車両後方側へ突出しており、上壁２４Ｂの車両後方側への突出部分には、インパネリインフォースメント本体部２２の車幅方向端部が載置される凹部２４Ｃが形成されている。また、取付ブラケット２４の上部には、円弧状に形成されて本体部２２の外周部に巻き付けられた固定具２６が設けられており、固定具２６の湾曲方向両端部が例えば図示しないボルト及びナット等により取付ブラケット２４に締結されることで、本体部２２の車幅方向端部が取付ブラケット２４に固定されている。

さらに、取付ブラケット２４の縦壁２４Ａの車両後方側への突出部分と、フロントピラーインナパネル１４の車両後方側壁１４Ｃとの間には、インパネリインフォースメント２０を構成する補強ブラケット２８が配設されている。補強ブラケット２８は、Ｌ字状に折れ曲がった板材であり、取付ブラケット２４の縦壁２４Ａに例えば溶接等により結合された本体結合部２８Ａを有している。この本体結合部２８Ａの車両前方側端部からは車幅方向外側へ向けてフロントピラー結合部２８Ｂが延出されている。このフロントピラー結合部２８Ｂは、フロントピラーインナパネル１４の車両後方側壁１４Ｃにボルト３０及びナット３２により結合（締結）されている。また、フロントピラー結合部２８Ｂと取付ブラケット２４との接続部分（補強ブラケット２８の屈曲部分）には、一対の補強部３４が形成されており、これら一対の補強部３４によって補強ブラケット２８の変形が抑制されるようになっている。

なお、本第１の実施形態では、フロントピラー１２の垂直軸Ｈとボルト３０（補強ブラケット２８のフロントピラー１２への結合部）との間の距離寸法Ｌ１は、フロントピラー１２の垂直軸Ｈとボルト２３との間の距離寸法Ｌ２よりも長く確保されている。

次に、本第１の実施形態の作用について説明する。

前面衝突によって図示しないカウルトップサイドからフロントピラー１２に車両後方向（矢印Ｆ方向）へ向いた荷重が作用した場合、フロントピラー１２には車両前方側端部が車幅方向内側に回転する垂直軸Ｈ周りの捩りが加わることがある（図３の矢印Ａ参照）。この場合、フロントピラー１２の車両後方側端部が車幅方向外側に変位しようとするが、本第１実施形態では、フロントピラー１２の車両後方側壁１４Ｃには、補強ブラケット２８及び取付ブラケット２４を介してインパネリインフォースメント２０の本体部２２が結合されている。このため、フロントピラー１２の車両後方側がインパネリインフォースメント２０によって引っ張られるので（矢印Ｂ参照）、フロントピラー１２の垂直軸Ｈ周りの回転が抑制され、フロントピラー１２の車両後方側端部の車幅方向外側への変位が抑制される。

しかも、本第１の実施形態では、上述の如くフロントピラー１２の車両後方側端部が車幅方向外側へ変位しようとした際に、フロントピラー１２と補強ブラケット２８との結合部すなわちボルト３０には強度的に有利な剪断荷重（フロントピラー１２の車両後方側壁１４Ｃに沿った荷重）が作用する。このため、ボルト３０の破断を効果的に抑制できるので、フロントピラー１２とインパネリインフォースメント２０との結合強度を確保することが容易であり、フロントピラー１２の変位抑制の信頼性が向上する。

またしかも、本第１の実施形態では、フロントピラー１２の回転中心（垂直軸Ｈ）とボルト３０（補強ブラケット２８のフロントピラー１２への結合部）との間の距離寸法Ｌ１は、フロントピラー１２の回転中心（垂直軸Ｈ）とボルト２３との間の距離寸法Ｌ２（背景技術の欄で説明した従来のフロントピラー構造におけるフロントピラーとインパネリインフォースメントとの結合部と、フロントピラーの回転中心との間の距離寸法に相当）よりも長く確保されている。したがって、より小さな引張り荷重で効果的にフロントピラー１２に作用する回転モーメントを打ち消すことができるので、ボルト３０の破断を効果的に抑制することができ、これによっても、フロントピラー１２の変位抑制の信頼性が向上する。

さらに、本第１の実施形態では、フロントピラーインナパネル１４の車両後方側端部に設けられたフランジ部１４Ｂと、フロントピラーアウタパネル１６の車両後方側端部に設けられたフランジ部１６Ｂとによって、フロントピラー１２の車両後方側壁１４Ｃの剛性が向上する。したがって、車両後方側壁１４Ｃ自体の変形を抑制できるので、車両後方側壁１４Ｃに対するインパネリインフォースメント２０の取付剛性を向上させることができ、これによっても、フロントピラー１２の変位を抑制することができる。

このように、本第１の実施形態では、フロントピラー１２の回転（すなわちフロントピラー１２の車両後方側端部の車幅方向外側への変位）を効率よく抑制できる。したがって、フロントピラー１２に車両後方向（矢印Ｆ方向）へ向いた荷重が作用した場合に、フロントピラー１２を車両のフロントドア３６に良好に係合させることができ、これにより、フロントピラー１２からフロントドア３６への荷重の伝達効率が向上する（矢印Ｃ参照）。

しかも、本第１の実施形態では、インパネリインフォースメント２０の本体部２２が取付ブラケット２４及び補強ブラケット２８を介してフロントピラー１２の車両後方側壁１４Ｃに結合されている。したがって、インパネリインフォースメント２０の本体部２２を直接フロントピラー１２に結合する場合に比べて、インパネリインフォースメント２０とフロントピラー１２との結合構造の設計の自由度が向上する。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成・作用については前記第１の実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。

＜第２の実施形態＞
図４には、本発明に係るフロントピラー補強構造の第２の実施形態が示されている。本第２の実施形態は、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成とされているが、補強ブラケット５０の構成が前記第１の実施形態に係る補強ブラケット２８とは異なっている。この補強ブラケット５０は、インパネリインフォースメント２０の本体部２２と取付ブラケット２４との間に配置される取付部５０Ａを有している。取付部５０Ａは、取付ブラケット２４の上壁２４Ａと同様の形状に形成されており、上壁２４Ａの上部に取り付けられている。

取付部５０Ａの車両後方側端部からは、車両下側へ向けて下方延出部５０Ｂが延出されており、この下方延出部５０Ｂは、取付ブラケット２４の後方壁２４Ｃに当接している。また、取付部５０Ａ及び下方延出部５０Ｂの車幅方向内側端部には、図示しない係合部が形成されている。この係合部は、取付ブラケット２４の車幅方向内側端部に引っ掛かっており、これにより、補強ブラケット５０の取付ブラケット２４に対する車幅方向外側への変位が規制されるようになっている。

さらに、取付部５０Ａの車幅方向外側端部からは、車幅方向外側へ向けてインナパネル結合部５０Ｃが延出されている。このインナパネル結合部５０Ｃはボルト３０及びナット３２によってフロントピラーインナパネル１４の車両後方側壁１４Ｃに結合（締結）されている。

また、本第２の実施形態では、固定具２６の湾曲方向一端部には、補強ブラケット５０の取付部５０Ａ及び取付ブラケット２４の上壁２４Ａに形成された貫通孔に引っ掛かる係合部２６Ａが形成されており、固定具２６の湾曲方向他端部がボルト５２及び図示しないナットによって取付ブラケット２４に締結されることで、インパネリインフォースメント２０の本体部２２及び補強ブラケット５０が取付ブラケット２４に固定されている。

なお、本第２の実施形態では、他の構成部品は前記第１の実施形態と基本的に同様の構成とされている。

本第２の実施形態においても、前記第１の実施形態と基本的に同様の作用・効果を奏する。しかも、この実施形態では、フロントピラー１２の車両後方側端部が車幅方向外側へ変位しようとして、補強ブラケット５０のインナパネル結合部５０Ｃに車幅方向外側へ向いた荷重が作用した場合、補強ブラケット５０と取付ブラケット２４との結合部（ボルト５２）には、強度的に有利な剪断荷重が作用する。したがって、補強ブラケット５０の取付ブラケット２４に対する結合強度を容易に確保することができるので、フロントピラー１２の変位をより効果的に抑制できる。

なお、前記第１の実施形態及び上記第２の実施形態では、インパネリインフォースメント２０の本体部２２が、取付ブラケット２４及び補強ブラケット２８又は５０を介してフロントピラー１２の車両後方側壁１４Ｃに結合された構成としたが、本発明はこれに限らず、インパネリインフォースメント２０の本体部２２が直接フロントピラー１２の車両後方側壁１４Ｃに結合され、取付ブラケット２４及び補強ブラケット２８が省略された構成としてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るフロントピラー補強構造を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るフロントピラー補強構造を示す横断面図である。 フロントピラーに車両後向きの荷重が作用した状態を説明するための図２に対応する横断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るフロントピラー補強構造を示す斜視図である。

符号の説明

１２ フロントピラー
１４ フロントピラーインナパネル
１４Ｂ フランジ部
１４Ｃ 車両後方側壁
１６ フロントピラーアウタパネル
１６Ｂ フランジ部
２０ インパネリインフォースメント
２２ 本体部
２４ 取付ブラケット
２８ 補強ブラケット
５０ 補強ブラケット

Claims (3)

1. 車幅方向に沿って設けられるインパネリインフォースメントをフロントピラーの車両後方側壁に結合したことを特徴とするフロントピラー補強構造。
2. 前記インパネリインフォースメントは、車幅方向端部に取り付けられたブラケットを有すると共に、当該ブラケットが前記フロントピラーの車両後方側壁に結合され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。
3. 前記フロントピラーは、フロントピラーインナパネルとフロントピラーアウタパネルとを有すると共に、前記フロントピラーインナパネルの車両後方側端部及び前記フロントピラーアウタパネルの車両後方側端部には、両者を接合するためのフランジ部が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフロントピラー補強構造。

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