JP6015217B2 - フロントピラー - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部ドア開口の前側を構成するフロントピラーに関するものである。

車両の前部では、フロントピラーによって前部ドア開口（フロントドア開口）の前側部分が構成されている。一般にフロントピラーは、車幅方向において車両外方に膨らんだ形状を有し外面を構成するアウタパネル、および車幅方向において車両内方に膨らんだ形状を有し内面を構成するインナパネルによって構成される（例えば特許文献１）。そして、アウタパネルおよびインナパネルのそれぞれの車両前方側および車両後方側に設けられたフランジを接合することにより、かかるアウタパネルおよびインナパネルによる閉断面が形成される。

フロントピラーにおいて、アウタパネルおよびインナパネルによって形成された閉断面の前端部分よりも前方に位置する空間は、衝突時に潰れることにより衝撃を吸収する、いわゆるクラッシャブルゾーンとして機能する。一方、アウタパネルおよびインナパネルによる閉断面は、フロントピラーの剛性すなわち衝突強度の確保に寄与していて、衝突時においても変形が生じないことで、車両前部に搭乗している乗員の安全が確保される。

衝突時の衝撃吸収性能を高めるためには、クラッシャブルゾーンを後方に延ばすことが効果的であり、そのためには、アウタパネルおよびインナパネルによる閉断面の車両前後方向の幅を狭くする必要が生じる。またフロントピラーでは、乗員の乗降性を向上させるためにドア開口部を拡大することが望まれていて、このためにも、アウタパネルおよびインナパネルによる閉断面の車両前後方向の幅を狭くしたいという要請がある。

しかし、単に閉断面の車両前後方向の幅を狭くすると、上述した衝突強度が低下してしまう。このため、閉断面の車両前後方向の幅を狭くする場合には何らかの方法で衝突強度を補う必要があり、その１つとして、アウタパネルやインナパネル等のフロントピラーを構成する既存パネルの板厚を増加させることが考えられる。しかしながら、この方法であると既存パネルひいては車両の重量やコストが大幅に増大してしまう。

また他の方法としては、補強用のパネル（補強パネル）を追加することが考えられる。高い強度（剛性）が必要とされる箇所に補強パネルを追加することは従来から行われていて、特許文献１においても、アウタパネルおよびインナパネルによる閉断面内に、アウタリンフォースメントやインナリンフォースメントといった補強パネルを追加することにより剛性を向上させている。

特開２００８−１１４７２８号公報

ここで、上記のように補強パネルを追加する場合、その接合方法が問題となる。パネルの厚みにもよるが、現状では同一箇所で一度に溶接可能なパネルの枚数は３枚が限度とされていて、４枚以上のパネルを一度に溶接すると接合不良によって十分な溶接強度を確保できなくなるおそれがあるからである。このことについては特許文献１においても考慮されていて、４枚のパネルが重なっている車両前方側の溶接箇所では、外側の３枚のパネル、内側の３枚のパネルを長手方向で交互に溶接することにより、同一箇所における４枚以上のパネルの溶接を回避している。

しかしながら、特許文献１の構成では、最も外側のパネルと最も内側のパネルとに挟まれている２枚のパネルはすべての溶接箇所において溶接されるが、最も外側のパネルおよび最も内側のパネルはそれぞれの溶接箇所のみにおいてしか溶接されない。したがって、最も外側のパネルおよび最も内側のパネルにおいても従来と同等の接合強度を持たせるためには、外側の３枚のパネルの溶接、および内側の３枚のパネルの溶接をそれぞれ従来と同じ回数行わなくてならない。このため、特許文献１の構成であると、溶接作業の回数が大幅に増え、製造効率の低下を招いてしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、補強パネルの追加によって強度の向上ひいては閉断面の狭小化を図りながらも、製造効率の低下や溶接不良を生じさせることなく十分な溶接強度を確保することが可能なフロントピラーを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるフロントピラーの代表的な構成は、車両の前部ドア開口の前側を構成するフロントピラーであって、当該フロントピラーの外面を構成するサイドボディアウタパネルと、サイドボディアウタパネルの内側に配置され当該フロントピラーの内面を構成するダッシュサイドパネルと、サイドボディアウタパネルおよびダッシュサイドパネルの間に配置され少なくともダッシュサイドパネルの下端から上端に至る高さを有するヒンジリンフォースと、ヒンジリンフォースおよびダッシュサイドパネルの間に配置されるピラーロアリンフォースとを備え、少なくとも当該フロントピラーのピラーロアリンフォースが配置されている領域の水平断面では、ダッシュサイドパネルは、車幅方向内側に向かって膨らんだ内側膨出部と、内側膨出部の車両前後側の内側フランジとを有するハット形状であり、ピラーロアリンフォースは、ダッシュサイドパネルのハット形状の天面の後端付近から車両前側の内側フランジの付け根までの形状に対応した第１Ｌ字部と、第１Ｌ字部からさらに車両前側の内側フランジに沿うように車両前方に向かって延びる前フランジとを少なくとも有し、ヒンジリンフォースは、車幅方向外側に向かって膨らんだ外側膨出部と、外側膨出部の車両前後側の外側フランジとを有するハット形状であり、サイドボディアウタパネルは、ヒンジリンフォースのハット形状の天面の前端から車両後側の外側フランジの付け根までの形状に対応した第２Ｌ字部と、第２Ｌ字部からさらに車両後側の外側フランジに沿うように車両後方に向かって延びる後フランジとを少なくとも有し、ダッシュサイドパネルの車両前側の内側フランジと、ピラーロアリンフォースの前フランジと、ヒンジリンフォースの車両前側の外側フランジとが結合され、サイドボディアウタパネルの前端はヒンジリンフォースのハット形状の天面前端近傍で留まっていることを特徴とする。

上記構成によれば、サイドボディアウタパネルおよびダッシュサイドパネル（アウタパネルおよびインナパネル）に、補強パネルであるヒンジリンフォースおよびピラーロアリンフォースを追加することにより、フロントピラーの強度の向上ひいてはその車両前後方向の閉断面の狭小化を図ることができる。このとき上記構成では、補強パネルであるヒンジリンフォースおよびピラーロアリンフォースを追加しても、フロントピラーにおいて４枚のパネルが重なる箇所がない。故に、４枚のパネルを長手方向で交互に溶接するような作業は必要なく、従来と同様にすべての箇所において３枚以下のパネルを溶接することとなる。したがって、補強パネルの追加による製造効率の低下や溶接不良を生じさせることなく、十分な溶接強度を確保することが可能となる。

また上記構成では、断面の前部ではサイドボディアウタパネルはダッシュサイドパネルとは結合されない。このため、従来のアウタパネルにおいて設けられていた前側のフランジ、およびそれとハット形状の天面とを連続させる側面も不要である。したがって、それらを廃止し、その領域の分だけ閉断面の車両前後方向の幅を狭めることができ、クラッシャブルゾーンおよびドア開口の拡大に寄与することが可能となる。

上記サイドボディアウタパネル、ダッシュサイドパネル、ヒンジリンフォース、およびピラーロアリンフォースのうち、サイドボディアウタパネルが最も板厚が薄く、ピラーロアリンフォースが最も板厚が厚いとよい。かかる構成のように、フロントピラーの外面を構成する部材、すなわち面積が大きい部材であるサイドボディアウタパネルの板厚を薄くし、局所的に配置され面積が小さい部材であるピラーロアリンフォースの板厚を厚くすることにより、高い剛性を確保しながらも軽量化を図ることが可能となる。

本発明によれば、補強パネルの追加によって強度の向上ひいては閉断面の狭小化を図りながらも、製造効率の低下や溶接不良を生じさせることなく十分な溶接強度を確保することが可能なフロントピラーを提供することができる。

本実施形態にかかるフロントピラーを備える車両の前部を例示する図である。 図１の側面図である。 図２のフロントピラーの分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかるフロントピラー１００を備える車両１０２の前部を例示する図である。図２は、図１の側面図である。理解を容易にするために、図２では、図１に示す前部ドア１０４等を不図示としている。図３は、図２のフロントピラー１００の分解斜視図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。図中、矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＲＲは車両後方を、矢印Ｌは車幅方向内側（車両内方）を、矢印は車幅方向外側（車両外方）を示している。

なお、本実施形態では、車両１０２として軽トラック（キャブオーバー車両）のキャビンを例示して説明するが、これに限定するものでない。また車両１０２の前部は左右対称な構成であるため、本実施形態では車両１０２の右側に配置されるフロントピラー１００を例示して説明する。

図１に示すように車両１０２には前部ドア１０４が設けられていて、図２に示すように、前部ドア１０４が配置される前部ドア開口（以下、ドア開口１０４ａと称する）の前側はフロントピラー１００によって構成される。本実施形態のフロントピラー１００は、図３に示す複数の部材を含み、それらを溶接等によって結合することにより構成される。

本実施形態にかかるフロントピラー１００は、車高方向に延びるサイドボディアウタパネル（以下、アウタパネル１１０と称する）によって外面が構成され、アウタパネル１１０の内側に配置されるダッシュサイドパネル１２０によって内面が構成される。これらのアウタパネル１１０およびダッシュサイドパネル１２０の間には、補強部材としてヒンジリンフォース１３０が配置される。

なお、本実施形態のヒンジリンフォース１３０はダッシュサイドパネル１２０の上端よりも更に上方に延びた形状であるが、これに限定するものではない。フロントピラー１００において、衝突時に荷重がかかるのは主にカウルパネル１０６（図１参照）より下方の領域である。したがって、ヒンジリンフォース１３０は、カウルパネル１０６より下方の領域、換言すればその領域において車両高さ方向に配置されるダッシュサイドパネル１２０の下端から上端に至る高さを少なくとも有すればよい。

ヒンジリンフォース１３０およびダッシュサイドパネル１２０の間には、２つめの補強部材としてピラーロアリンフォース（以下、ロアリンフォース１４０と称する）が配置される。本実施形態では、ロアリンフォース１４０は、フロントピラー１００においてカウルパネル１０６より下方の領域の高さの半分程度の上下寸法（高さ）を有し、かかる領域の下半分の位置に配置されているが、これは例示にすぎない。ロアリンフォース１４０の上下寸法や設置位置は、衝撃強度が必要となる範囲に応じて適宜設定することが可能である。

本実施形態の特徴として、アウタパネル１１０、ダッシュサイドパネル１２０、ヒンジリンフォース１３０およびロアリンフォース１４０は、少なくともフロントピラー１００のロアリンフォース１４０が配置されている領域の水平断面において図４に示す形状を有する。以下、その詳細について説明する。

ダッシュサイドパネル１２０は、矢印Ｌで示す車幅方向内側（車両内方）に向かって膨らんだ内側膨出部１２２と、内側膨出部１２２の車両前後側のそれぞれに設けられた内側フランジ（内側前フランジ１２４ｂおよび内側後フランジ１２４ｃ）とからなるハット形状を有する。内側膨出部１２２は、車両前後方向に延びる天面１２２ａ（ダッシュサイドパネル１２０のハット形状の天面）と、かかる天面１２２ａの両端それぞれから車両外方に向かって延びる前側面１２２ｂおよび後側面１２２ｃとから構成される。前側面１２２ｂの端部からは、車両前方に向かって内側前フランジ１２４ｂ（車両前側の内側フランジ）が延びていて、後側面１２２ｃの端部からは、車両後方に向かって内側後フランジ１２４ｃ（車両後側の内側フランジ）が延びている。

ロアリンフォース１４０は、第１Ｌ字部１４２および前フランジ１４４を有する。第１Ｌ字部１４２は、ダッシュサイドパネル１２０の内側膨出部１２２の天面１２２ａの後端付近から内側前フランジ１２４ｂの付け根までの形状に対応した形状、すなわち内側膨出部１２２の天面１２２ａおよび前側面１２２ｂに対応した形状を有する。前フランジ１４４は、第１Ｌ字部１４２の車両前側の端部から、内側前フランジ１２４ｂに沿うように車両前方に向かって延びる。

ヒンジリンフォース１３０は、矢印Ｒで示す車幅方向外側（車両外方）に向かって膨らんだ外側膨出部１３２と、外側膨出部１３２の車両前後側のそれぞれに設けられた外側フランジ（外側前フランジ１３４ｂおよび外側後フランジ１３４ｃ）とからなるハット形状を有する。外側膨出部１３２は、車両前後方向に延びる天面１３２ａ（ヒンジリンフォース１３０のハット形状の天面）と、かかる天面１３２ａの両端それぞれから車両内方に向かって延びる前側面１３２ｂおよび後側面１３２ｃとから構成される。前側面１３２ｂの端部からは、車両前方に向かって外側前フランジ１３４ｂ（車両前側の外側フランジ）が延びていて、後側面１３２ｃの端部からは、車両後方に向かって外側後フランジ１３４ｃ（車両後側の外側フランジ）が延びている。

アウタパネル１１０は、第２Ｌ字部１１２および後フランジ１１４を有する。第２Ｌ字部１１２は、ヒンジリンフォース１３０の外側膨出部１３２の天面１３２ａの前端から外側後フランジ１３４ｃの付け根までの形状に対応した形状、すなわち外側膨出部１３２の天面１３２ａおよび後側面１３２ｃに対応した形状を有する。後フランジ１１４は、第２Ｌ字部１１２の車両後側の端部から、外側後フランジ１３４ｃに沿うように車両後方に向かって延びる。

上記構成によれば、フロントピラー１００において、アウタパネル１１０およびダッシュサイドパネル１２０（インナパネル）に加えて、ヒンジリンフォース１３０およびロアリンフォース１４０（２つの補強パネル）を設けても、図４に示すように４つの部材が重なりあうことがない。したがって、前部では、ダッシュサイドパネル１２０の内側前フランジ１２４ｂと、ロアリンフォース１４０の前フランジ１４４と、ヒンジリンフォース１３０の外側前フランジ１３４ｂとを溶接によって良好に結合することができる。同様に後部においても、ダッシュサイドパネル１２０の内側後フランジ１２４ｃと、アウタパネル１１０の後フランジ１１４と、ヒンジリンフォース１３０の外側後フランジ１３４ｃとを溶接によって結合することが可能となる。

また前部および後部のフランジ以外の箇所では、ダッシュサイドパネル１２０の天面１２２ａとロアリンフォース１４０の第１Ｌ字部１４２とが溶接によって結合され、ヒンジリンフォース１３０の天面１３２ａとアウタパネル１１０の第２Ｌ字部１１２とが、それらに形成された固定穴１３６・１１６において固定具（不図示）によって結合される。これにより、一方の端部にしかフランジを備えないアウタパネル１１０およびロアリンフォース１４０の結合強度を高めることができる。なお、本実施形態においては、ヒンジリンフォース１３０の天面１３２ａとアウタパネル１１０の第２Ｌ字部１１２とを固定具によって結合しているが、これに限定するものではなく、それらを溶接によって結合することも可能である。

上記説明したように、本実施形態のフロントピラー１００によれば、補強パネルであるヒンジリンフォース１３０およびロアリンフォース１４０を設けることにより強度の向上を図りながらも、溶接不良の発生を防ぎ、結合箇所において十分な溶接強度を確保することができる。したがって、フロントピラー１００において閉断面の車両前後方向の幅を狭め、クラッシャブルゾーンおよびドア開口１０４ａの拡大に寄与することが可能となる。

また好ましくは、フロントピラー１００を構成する４つの部材（アウタパネル１１０、ダッシュサイドパネル１２０、ヒンジリンフォース１３０、およびロアリンフォース１４０）のうち、アウタパネル１１０の板厚を最も薄くし、ロアリンフォース１４０の板厚を最も厚くするとよい。このように、フロントピラー１００の外面を構成する部材、すなわち面積が大きい部材であるアウタパネル１１０の板厚を薄くすることによりフロントピラー１００の軽量化を図ることができ、局所的に配置され面積が小さい部材であるロアリンフォース１４０の板厚を厚くすることにより、全体の重量増を最小限に抑えつつ剛性が求められるフロントピラー１００下部の高剛性を確保することができる。

なお、本実施形態のフロントピラー１００の前部では、外側前フランジ１３４ｂおよび前フランジ１４４の端部は同じ位置にあり、内側前フランジ１２４ｂの端部はそれらよりも若干前方に位置する。フロントピラー１００の後部では、内側後フランジ１２４ｃおよび外側後フランジ１３４ｃの端部は同じ位置にあり、後フランジ１１４の端部はそれらよりも若干後方に位置する。これらのフランジの端部の位置については例示に過ぎず、これに限定するものではない。

また本実施形態においては、アウタパネル１１０の車両前方側の端部は車両外方に向かって湾曲している（ヒンジリンフォース１３０から遠ざかる向きに延びている）が、これにおいても限定されず、他の形状を除外するものではない。

従来のようにフロントピラーにおいてアウタパネルの車両前方側にもフランジを設け（図４中、破線にて図示）、アウタパネルおよびインナパネル（本実施形態のダッシュサイドパネル１２０に相当）の両端のフランジ同士を溶接する場合、フロントピラーの前部において補強パネル（本実施形態のヒンジリンフォース１３０に相当）と、破線にて示すアウタパネルの前側部分との間にもそれらによって囲まれた空間Ｓが生じる。この空間の前方までがクラッシャブルゾーンとして作用していた。

これに対し本実施形態のフロントピラー１００の断面の前部では、アウタパネル１１０はダッシュサイドパネル１２０とは結合されずに、従来のアウタパネルにおいて設けられていた前側のフランジおよびそれとハット形状の天面とを連続させる側面を切り欠いた構造となっており、この部分ではヒンジリンフォース１３０が断面の最外部となる。アウタパネル１１０の前端はヒンジリンフォース１３０の天面１３２ａの前端近傍で留まっていて、フロントピラー１００の前部においてアウタパネル１１０とヒンジリンフォース１３０によって囲まれる空間は形成されない。これにより、従来生じていた空間Ｓの分だけ閉断面の車両前後方向の幅を狭めることができ、クラッシャブルゾーンを拡大することが可能となる。

これにより強度・剛性の確保において寄与の少ないアウタパネル１１０ひいてはフロントピラー１００の軽量化が可能となる。なお、アウタパネル１１０の前端がヒンジリンフォース１３０の天面１３２ａの前端近傍で留まっている部分には上述したようにロアリンフォース１４０が配置されるため、その領域の強度は十分に確保される。

ここで図４に示すように、フロントピラー１００において、ダッシュサイドパネル１２０とロアリンフォース１４０との間では車幅方向に延びる面同士の間に間隙が設けられていて、同様にアウタパネル１１０とヒンジリンフォース１３０との間でも車幅方向に延びる面同士の間に間隙が設けられている。これにより、ダッシュサイドパネル１２０やロアリンフォース１４０、およびアウタパネル１１０やヒンジリンフォース１３０の車幅方向に延びる面同士を接触させる場合に比して、寸法精度に余裕をもたせることができ、部品の品質管理が容易になる。

なお、上記実施形態においては言及していないが、上述した技術を車両１０２のセンターピラーおよびリヤピラー（不図示）に適用してもよい。これにより、センターピラーおよびリヤピラーの強度を高め、それらが構成しているドア開口の車両前後方向の幅を拡大することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両の前部ドア開口の前側を構成するフロントピラーに利用することができる。

１００…フロントピラー、１０２…車両、１０４…前部ドア、１０４ａ…ドア開口、１０６…カウルパネル、１１０…アウタパネル、１１２…第２Ｌ字部、１１４…後フランジ、１１６…固定穴、１２０…ダッシュサイドパネル、１２２…内側膨出部、１２２ａ…天面、１２２ｂ…前側面、１２２ｃ…後側面、１２４ｂ…内側前フランジ、１２４ｃ…内側後フランジ、１３０…ヒンジリンフォース、１３２…外側膨出部、１３２ａ…天面、１３２ｂ…前側面、１３２ｃ…後側面、１３４ｂ…外側前フランジ、１３４ｃ…外側後フランジ、１３６…固定穴、１４０…ロアリンフォース、１４２…第１Ｌ字部、１４４…前フランジ

Claims (2)

1. 車両の前部ドア開口の前側を構成するフロントピラーであって、
   当該フロントピラーの外面を構成するサイドボディアウタパネルと、
   前記サイドボディアウタパネルの内側に配置され当該フロントピラーの内面を構成するダッシュサイドパネルと、
   前記サイドボディアウタパネルおよび前記ダッシュサイドパネルの間に配置され少なくとも該ダッシュサイドパネルの下端から上端に至る高さを有するヒンジリンフォースと、
   前記ヒンジリンフォースおよび前記ダッシュサイドパネルの間に配置されるピラーロアリンフォースとを備え、
   少なくとも当該フロントピラーの前記ピラーロアリンフォースが配置されている領域の水平断面では、
   前記ダッシュサイドパネルは、車幅方向内側に向かって膨らんだ内側膨出部と、該内側膨出部の車両前後側の内側フランジとを有するハット形状であり、
   前記ピラーロアリンフォースは、前記ダッシュサイドパネルのハット形状の天面の後端付近から車両前側の内側フランジの付け根までの形状に対応した第１Ｌ字部と、該第１Ｌ字部からさらに該車両前側の内側フランジに沿うように車両前方に向かって延びる前フランジとを少なくとも有し、
   前記ヒンジリンフォースは、車幅方向外側に向かって膨らんだ外側膨出部と、該外側膨出部の車両前後側の外側フランジとを有するハット形状であり、
   前記サイドボディアウタパネルは、前記ヒンジリンフォースのハット形状の天面の前端から車両後側の外側フランジの付け根までの形状に対応した第２Ｌ字部と、該第２Ｌ字部からさらに該車両後側の外側フランジに沿うように車両後方に向かって延びる後フランジとを少なくとも有し、
   前記ダッシュサイドパネルの車両前側の内側フランジと、前記ピラーロアリンフォースの前フランジと、前記ヒンジリンフォースの車両前側の外側フランジとが結合され、
   前記サイドボディアウタパネルの前端は前記ヒンジリンフォースのハット形状の天面前端近傍で留まっていることを特徴とするフロントピラー。
2. 前記サイドボディアウタパネル、前記ダッシュサイドパネル、前記ヒンジリンフォース、および前記ピラーロアリンフォースのうち、
   前記サイドボディアウタパネルが最も板厚が薄く、前記ピラーロアリンフォースが最も板厚が厚いことを特徴とする請求項１に記載のフロントピラー。

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