JP5103959B2 - 車両用フロントピラー構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用フロントピラー構造に関する。

従来、自動車のフロントピラー内に配設されるリインフォースには、アッパリインフォースとロアリインフォースとの２つの部材で構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このロアリインフォースの下端部には、車両後方側へ延出された延出部が設けられており、この延出部によってロアリインフォースとロッカリインフォースとの接合面積が確保されている。
特開２０００−８５６１９号公報

ところで、車両の軽量化と衝突性能を両立するために、上述の如きリインフォースを高張力鋼の鋼板で製造することがある。しかしながら、高張力鋼の鋼板はプレス加工の成形性が悪いため、成形品の形状が複雑な場合には、一回のプレス加工で所定の形状に成形することが困難な場合がある。

例えば、上述したロアリインフォースは、上下方向の長さ寸法が長く設定されているにもかかわらず、下端側の延出部付近には深く絞られたＲ部が設けられている。このため、上述のロアリインフォースを一回のプレス加工で成形する場合、延出部側の鋼板が湾曲部側へ引き込まれてしまうことで、延出部（ロッカリインフォースへの接合部）の長さ寸法が設定値よりも短くなってしまう可能性がある。このため、プレス加工の工程を増やしたり別部品を追加する等の対策が必要になり、生産性が悪化する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、高張力鋼の鋼板を用いてリインフォースを製造する場合でも、リインフォースの生産性を向上させることができる車両用フロントピラー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車両用フロントピラー構造は、閉断面構造のフロントピラー本体と、前記閉断面内に設けられ、前記フロントピラー本体を補強するリインフォースと、を有し、前記リインフォースは、プレス加工によってそれぞれ別体に成形されたアッパ部、センター部及びロア部を有し、前記アッパ部の下側に前記センター部が接合され、前記センター部の下側に前記ロア部が接合されており、前記センター部と前記ロア部の接合強度は、車両前方側が車両後方側よりも低く設定されていることを特徴としている。

請求項１に記載の車両用フロントピラー構造では、アッパ部、センター部、及びロア部が互いに接合されることでリインフォースが構成されている。すなわち、リインフォースがアッパ部、センター部、及びロア部の３分割構造とされているので、アッパ部、センター部、及びロア部の単品形状を簡素化することができる。したがって、高張力鋼の鋼板を用いてリインフォースを製造する場合でも、アッパ部、センター部、及びロア部のそれぞれの成形性を向上させることができるので、結果としてリインフォースの生産性を向上させることができる。

しかも、この車両用フロントピラー構造では、車両の前面衝突時に、フロントタイヤがセンター部とロア部の接合部における車両前方側に衝突した場合でも、当該接合部の車両前方側の接合強度が低く設定されているため、衝突のエネルギーを効率的に吸収することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両用フロントピラー構造は、請求項１に記載の車両用フロントピラー構造において、前記ロア部は、前記センター部に対して板厚方向に重合した状態で接合されると共に、前記重合部の車両前方側には、脆弱部が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の車両用フロントピラー構造では、車両の前面衝突時に、フロントタイヤがセンター部とロア部の重合部における車両前方側に衝突した場合でも、当該重合部の車両前方側に脆弱部が設けられているため、衝突のエネルギーを効率的に吸収することができる。

請求項３に記載の発明に係る車両用フロントピラー構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両用フロントピラー構造において、前記アッパ部及び前記ロア部は、前記センター部に対して板厚方向に重合した状態で接合されると共に、前記各重合部にドアヒンジが取り付けられることを特徴としている。

請求項３に記載の車両用フロントピラー構造では、ドアヒンジは、アッパ部とセンター部の重合部及びセンター部とロア部の重合部に取り付けられる。したがって、ドアヒンジを取り付けるためにリインフォースに特別な補強を施す必要をなくすことができる。

以上説明したように、請求項１に記載の発明に係る車両用フロントピラー構造では、高張力鋼の鋼板を用いてリインフォースを製造する場合でも、リインフォースの生産性を向上させることができる。

しかも、請求項１に記載の発明に係る車両用フロントピラー構造では、フロントタイヤの衝突エネルギーを効率的に吸収することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両用フロントピラー構造では、フロントタイヤの衝突エネルギーを効率的に吸収することができる。

請求項３に記載の発明に係る車両用フロントピラー構造では、ドアヒンジを取り付けるためにリインフォースに特別な補強を施す必要をなくすことができる。

本発明の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。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には、本実施形態に係る車両用フロントピラー構造が適用されて構成された自動車１２のサイドパネル１４の構成が側面図にて示されている。自動車１２のサイドパネル１４は、車両前後方向に延びるロッカ１６を備えている。ロッカ１６の前端部には、車両上下方向に延びるフロントピラー１８の下端部が接続されており、ロッカ１６の長手方向中間部には、車両上下方向に延びるセンターピラー２０の下端部が接続されている。フロントピラー１８の上端部とセンターピラー２０の上端部とは、車両前後方向に延びるルーフサイドレール２２により連結されており、ルーフサイドレール２２、センターピラー２０、フロントピラー１８、及びロッカ１６によってフロントドア開口２４が形成されている。

上述のフロントピラー１８は、閉断面構造のフロントピラー本体２６を備えている。図３及び図４に示されるように、フロントピラー本体２６は、車幅方向外側に配置されたアウターパネル２８と、このアウターパネル２８の車幅方向内側に配置されたインナーパネル３０とを備えており、両者が接合されることで閉断面が構成されている。このフロントピラー本体２６の閉断面内には、フロントピラー本体２６を補強するフロントピラーアウターリインフォース３２（以下、アウターＲ／Ｆ３２という）が配設されている。

図２に示されるように、アウターＲ／Ｆ３２は、上記閉断面内の上部に配設されるアッパ部３４（アッパリインフォース）を備えている。アッパ部３４の下側には、アッパ部３４と別体に成形されたセンター部３６（センターリインフォース）が接合されている。さらに、センター部３６の下側には、センター部３６と別体に成形されたロア部３８（ロアリインフォース）が接合されている。これらのアッパ部３４、センター部３６、及びロア部３８は、それぞれ高張力鋼（Ｈｉｇｈ−Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｅｅｌ）の鋼板がプレス加工されることで成形されたものであり、各々が断面略ハット形に形成されている。

アッパ部３４の下端部は、センター部３６の上端部に対して車幅方向内側に配置される共に板厚方向に重なり合っている。アッパ部３４とセンター部３６の重合部４０は、複数箇所がスポット溶接によって接合されており、これにより、アッパ部３４とセンター部３６が一体的に結合されている。

また、ロア部３８の上端部は、センター部３６の下端部に対して車幅方向内側に配置されると共に板厚方向に重なり合っている。ロア部３８とセンター部３６の重合部４２は、複数箇所がスポット溶接によって接合されており、これにより、センター部３６とロア部３８が一体的に結合されている。

ここで、図２に示されるように、センター部３６とロア部３８の接合箇所（図２で×印を付した箇所）は、本実施形態では、車両前方側に１箇所（１打点）設定され、車両後方側に２箇所（２打点）設定されている。このため、センター部３６とロア部３８の接合強度は、車両前方側が車両後方側よりも低く設定されている。また、センター部３６の下端部（ロア部３８の上端部に重なり合う部分）における車両前方側の端部には、切欠４４が形成されており、重合部４２の車両前方側には脆弱部４５（一枚板の部分）が設けられている（重合部４２の車両前方側が弱体化されている）。

一方、図３に示されるように、アッパ部３４とセンター部３６の上記重合部４０は、アウターパネル２８の車幅方向内側面に当接して配置されている。アウターパネル２８の車幅方向外側には、フロントドア４６をフロントピラー１８に回動可能に連結するための上側ドアヒンジ４８が配置されている。この上側ドアヒンジ４８は、重合部４０に対向する位置に配置されており、重合部４０には上側ドアヒンジ４８を取り付けるための前後一対のボルト挿通孔５０が形成されている。これらのボルト挿通孔５０には、それぞれ上側ドアヒンジ４８及びアウターパネル２８を貫通したボルト５２が挿通されており、これらのボルト５２にはナット５４が螺合している。これにより、上側ドアヒンジ４８がアウターパネル２８及びアウターＲ／Ｆ３２に締結されている。

また、図４に示されるように、センター部３６とロア部３８の上記重合部４２は、アウターパネル２８の車幅方向内側面に当接して配置されている。アウターパネル２８の車幅方向外側には、上記フロントドア４６をフロントピラー１８に回動可能に連結するための下側ドアヒンジ５６が配置されている。この下側ドアヒンジ５６は、重合部４２に対向する位置に配置されており、重合部４２には下側ドアヒンジ５６を取り付けるための上下一対のボルト挿通孔５８が形成されている。これらのボルト挿通孔５８には、それぞれ下側ドアヒンジ５６及びアウターパネル２８を貫通したボルト６０が挿通されており、これらのボルト６０にはナット６２が螺合している。これにより、下側ドアヒンジ５６がアウターパネル２８及びアウターＲ／Ｆ３２に締結されている。

上記構成のアウターＲ／Ｆ３２は、ロア部３８の下端側がロッカ１６のアウターパネル６４に接合されている。ロア部３８の下端側には、車両後方側へ延出する延出部３８Ａが設けられており、この延出部３８Ａによってロア部３８とアウターパネル６４（ロッカ１６）との接合面積が拡大されている。なお、延出部３８Ａの車両前方側の直近には、ロア部３８がプレス加工される際に深く絞られる円弧状のＲ部３８Ｂが設けられている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

上記構成のフロントピラー１８では、アウターＲ／Ｆ３２がアッパ部３４、センター部３６、及びロア部３８の３分割構造とされており、アッパ部３４、センター部３６、及びロア部３８の単品形状が簡素化されている。したがって、高張力鋼の鋼板のプレス成形によってアウターＲ／Ｆ３２を製造する場合でも、アッパ部３４、センター部３６、及びロア部３８のそれぞれの成形性を向上させることができ、結果としてアウターＲ／Ｆ３２の生産性を向上させることができる。

特に、ロア部３８には、延出部３８Ａの付近に深く絞られたＲ部３８Ｂが設けられているが、本実施形態ではロア部３８の上下方向の長さ寸法が短く設定されている。このため、一回のプレス加工でロア部３８を成形した場合でも、延出部３８Ａの長さ寸法Ｌを充分に確保することができる。したがって、ロア部３８の生産性を向上させることができると共に、ロア部３８（アウターＲ／Ｆ３２）とロッカ１６との接合面積を充分に確保することができる。このため、車両の前面衝突時にフロントタイヤ６６からフロントピラー１８に入力される荷重を、ロッカ１６の広い範囲に分散させることができる。これにより、前面衝突時におけるロッカ１６の変形、及びこれに伴うフロントピラー１８の倒れを抑制することができるので、高性能な衝突性能を確保することができる。

しかも、このフロントピラー１８では、センター部３６とロア部３８の接合強度は、車両前方側が車両後方側よりも低く設定されている。このため、車両の前面衝突時に、フロントタイヤ６６がセンター部３６とロア部３８の接合部における車両前方側に衝突した場合でも、接合部（重合部４２）の車両前方側が変形することで衝突エネルギーを効率的に吸収することができる。また、センター部３６とロア部３８の接合部における車両後方側は、車両前方側よりも接合強度が高く設定されている。このため、アウターＲ／Ｆ３２の後側壁３２Ａが変形することを抑制できるので、フロントドア開口２４の変形を抑制できる。

さらに、このフロントピラー１８では、センター部３６の下端部における車両前方側端部に切欠４４が形成されることで、重合部４２の車両前方側に脆弱部４５が設けられている。このため、車両の前面衝突時に、フロントタイヤ６６が重合部４２の車両前方側に衝突した場合でも、重合部４２の車両前方側が変形することで衝突エネルギーを効率的に吸収することができる。

またさらに、このフロントピラー１８では、上側ドアヒンジ４８がアッパ部３４とセンター部３６の重合部４０に取り付けられると共に、下側ドアヒンジ５６がセンター部３６とロア部３８の重合部４２に取り付けられている。したがって、上側ドアヒンジ４８及び下側ドアヒンジ５６を取り付けるためにアウターＲ／Ｆ３２に特別な補強を施す必要がない。

すなわち、図５に示されるような一体型のアウターＲ／Ｆ６８の場合、上側ドアヒンジ４８及び下側ドアヒンジ５６を取り付ける箇所に、それぞれ補強部材７０、７２（ヒンジリインフォース）を取り付ける必要がある。このため、部品点数は本実施形態に係るアウターＲ／Ｆ３２と同じになる（図７参照）。しかも、このような一体型のアウターＲ／Ｆ６８の場合、単品形状が複雑であるため、一枚の鋼板から製造できる数が少なくなる。このため、歩留まりが悪く、製造コストが高くなるという問題がある。さらに、このような一体型のアウターＲ／Ｆ６８を高張力鋼の鋼板で製造する場合、延出部６８Ａの長さ寸法Ｌを充分に確保するためには、複数回の工程に分けてプレス加工をしなければならず、生産性が低いという問題がある。

一方、図６に示されるようなアッパ部７６とロア部７８の２分割構造のアウターＲ／Ｆ７４（背景技術の欄で説明したもの）の場合、下側ドアヒンジ５６を取り付ける箇所に、補強部材７２を取り付ける必要がある。このため、部品点数は本実施形態に係るアウターＲ／Ｆ３２と同じになる。しかも、このような２分割構造のアウターＲ／Ｆ７４においても、ロア部３８の単品形状が複雑であるため、歩留まりが悪く、製造コストが高くなる。さらに、このような２分割構造のアウターＲ／Ｆ７４を高張力鋼の鋼板で製造する場合、背景技術の欄で説明したように、延出部７８Ａの長さ寸法Ｌを充分に確保するためには、複数回の工程に分けてプレス加工をしなければならず、生産性が低いという問題がある。

これに対し、本実施形態に係るアウターＲ／Ｆ３２では、上述したアウターＲ／Ｆ６８、７４と同じ部品点数で、歩留まり及び生産性を向上させることができるので、結果として製造コストを大幅に低下させることができる。

また、上記実施形態では、センター部３６とロア部３８の重合部４２は、車両前方側の１箇所がスポット溶接され、車両後方側の２箇所がスポット溶接された構成としたが、本発明はこれに限らず、スポット溶接の打点数は重合部４２の車両前方側及び車両後方側で適宜設定変更することができる。

さらに、上記実施形態では、センター部３６に切欠４４が形成されることで、重合部４２の車両前方側に脆弱部４５が設けられる構成としたが、本発明はこれに限らず、ロア部３８に切欠が形成されることで、重合部４２の車両前方側に脆弱部が設けられる構成にしてもよいし、センター部３６とロア部３８の両方に切欠が形成されることで、重合部４２の車両前方側が弱体化される構成にしてもよい。また、切欠の代わりに孔が形成されることで、重合部４２の車両前方側に脆弱部が設けられる構成にしてもよい。さらに、上述の切欠や孔が省略された構成にしてもよい。

また、上記実施形態では、アッパ部３４及びロア部３８がセンター部３６に対して板厚方向に重合した状態で接合された構成としたが、本発明はこれに限らず、アッパ部３４、センター部３６、及びロア部３８が端部を突き合せた状態で接合された構成にしてもよい。但しこの場合、上側ドアヒンジ４８及び下側ドアヒンジ５６を取り付ける箇所に、それぞれ補強部材（ヒンジリインフォース）を取り付ける必要がある。

本発明の実施形態に係る車両用フロントピラー構造が適用された構成された自動車のサイドパネルの構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る車両用フロントピラー構造の構成部材であるアウターＲ／Ｆの構成を示す側面図である。 図１に示される自動車のフロントピラーを、図２の３−３線に相当する位置で切断した断面図である。 図１に示される自動車のフロントピラーを、図２の４−４線に相当する位置で切断した断面図である。 一体型のアウターＲ／Ｆの構成を示す側面図である。 ２分割構造のアウターＲ／Ｆの構成を示す側面図である。 一体型のアウターＲ／Ｆと、２分割構造のアウターＲ／Ｆと、３分割構造のアウターＲ／Ｆを比較するための図である。

符号の説明

１２ 自動車（車両）
１８ フロントピラー
２６ フロントピラー本体
３２ アウターＲ／Ｆ（リインフォース）
３４ アッパ部
３６ センター部
３８ ロア部
４０、４２ 重合部
４８ 上側ドアヒンジ
５６ 下側ドアヒンジ

Claims (3)

1. 閉断面構造のフロントピラー本体と、
   前記閉断面内に設けられ、前記フロントピラー本体を補強するリインフォースと、
   を有し、前記リインフォースは、プレス加工によってそれぞれ別体に成形されたアッパ部、センター部及びロア部を有し、前記アッパ部の下側に前記センター部が接合され、前記センター部の下側に前記ロア部が接合されており、前記センター部と前記ロア部の接合強度は、車両前方側が車両後方側よりも低く設定されていることを特徴とする車両用フロントピラー構造。
2. 前記ロア部は、前記センター部に対して板厚方向に重合した状態で接合されると共に、前記重合部の車両前方側には、脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用フロントピラー構造。
3. 前記アッパ部及び前記ロア部は、前記センター部に対して板厚方向に重合した状態で接合されると共に、前記各重合部にドアヒンジが取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用フロントピラー構造。

Images