JP6032550B2

JP6032550B2 - 車両のフロントピラー上部構造

Info

Publication number: JP6032550B2
Application number: JP2012271329A
Authority: JP
Inventors: 拓也平田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN103863404B; DE102013111080A1; JP2014113980A; CN103863404A

Description

本発明は、荷重吸収性の向上を図り、ルーフ振動の原因を低減することができる車両のフロントピラー上部構造に関する。

軽量コンパクトな車両では、フロントピラーを細くして、軽量化するとともに、フロントピラーによる視界（死角）の改善をすることで、小さなスペースでも快適性と運転安全性を向上することができる。
一方、細いフロントピラーは、室内騒音、ルーフ振動の原因となり、かつ前突時の荷重吸収性が低下するので、むやみに細くすることはできない。

従来、フロントピラーの補強には、フロントピラーインナパネルとサイドボディアウタパネルとで閉じ断面を形成し、内部に補強部材を内装している。そして、剛性を向上するために内部に閉じ断面を形成する補強部材を更に追加している。また、フロントピラーインナパネルの一部に上下方向に車幅方向内側に突出するビード部を設けた先行技術（特許文献１、２参照。）が知られている。

特開２０１２−１５８２４０号公報特開２０００−２７２５３９号公報

しかしながら、従来技術によると、補強部材の増加によって重量が増大し、かつ組付け作業性が悪くなる。特許文献２では、上下の補強部材を途中で接続して、閉じ断面を構成しているため、上下の補強部材の接続作業を行わなければならず、組付け作業の能率が低下することになっていた。また、ある周波数で、ルーフ振動が原因の音圧ピークがある。これはルーフ自体の振動ではなく、骨格振動によりルーフが振動するモードである。フロントピラーの骨格に十分な断面があっても稜線が変形代になり断面が崩れる場合がある。さらに、デザイン上、フロントピラーを細く、軽量化で板厚を薄くする傾向にある中、骨格を高ハイテンション化しても断面が有効に働かず衝突時に折れてしまう。またさらに、低周波においてルーフフロントメンバが振動することでウインドシールドが振動し性能を確保できない等の課題があった。

本発明は、上記課題を解決し、フロントピラーをフロントピラーインナパネルとサイドボディアウタパネルと補強部材の３部品で構成し軽量化を図ると共に閉じ断面の上下方向のつぶれを低減し、ルーフ振動の原因を低減することができるフロントピラー上部構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、フロントピラーインナパネルと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部とで閉じ断面を形成し、この閉じ断面の内部に、内部を仕切る補強部材を配設して車両のフロントピラーを構成し、このフロントピラーの上部側をルーフパネルに接合するとともに、前記左右のフロントピラーの上部側内側面に、前記ルーフパネルの前部下面に車幅方向に配設されたルーフフロントメンバの両端部を接合した車両のフロントピラー上部構造において、前記フロントピラーインナパネルの上部側フランジと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部の上部側フランジと、補強部材の上部側フランジを３枚で溶接結合し、かつ、前記フロントピラーインナパネルの下部側フランジと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部の下部側フランジと、補強部材の下部側フランジを３枚で溶接結合して閉じ断面を形成し、前記上部側フランジ結合部と前記下部側フランジ結合部の間を前方視断面が直線形状になるように、前記フロントピラーインナパネルの室内側に縦壁状の平面部を形成し、前記フロントピラーインナパネルの平面部を前記フロントピラーと前記ルーフフロントメンバとの結合部の少なくとも前方に形成し、該結合部の後方の縦壁部に、前記閉じ断面の内側に向けて突出するビード形状を前記フロントピラーの長手方向に形成したことにある。
また、本発明は、前記ビード形状を前記フロントピラーと前記ルーフフロントメンバとの結合部で、かつ前記フロントピラーインナパネルの平面部の上下方向中間部から始まり、前記フロントピラーインナパネルの後方に延設し、該フロントピラーインナパネルの平面部の上下方向下部側に連続するように形成したことにある。
さらに、前記ルーフフロントメンバは、前記ルーフパネルの前部下面に車幅方向に配設された帯状の本体部と、この本体部の左右両端にそれぞれ設けられ、前記左右のフロントピラーに結合する延長部材とで構成し、これら延長部材の前記フロントピラーインナパネルの平面部との結合部を、前記ビード形状の前端部に跨るように構成したことにある。

本発明の効果は次のとおりである。
フロントピラーインナパネルの上部側フランジと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部の上部側フランジと、補強部材の上部側フランジを３枚で溶接結合し、かつ、前記フロントピラーインナパネルの下部側フランジと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部の下部側フランジと、補強部材の下部側フランジを３枚で溶接結合して閉じ断面を形成したことから、軽量で、かつ剛性のあるピラー構造を構成できる。また、上部側フランジ結合部と前記下部側フランジ結合部の間を前方視断面が直線形状になるように、前記フロントピラーインナパネルの室内側に縦壁状の平面部を形成したので、平面部が突っ張ることから閉じ断面の上下方向のつぶれを低減し、ルーフフロントメンバの前部側でのフロントピラーの断面のつぶれが低減されることから、ルーフフロントメンバの上下動が低減され、ルーフ振動の原因のひとつが低減される。フロントピラーの上下方向の折れが低減されるので、前突の荷重による折れが低減され、荷重吸収性が向上する。
また、ルーフフロントメンバの前側でフロントピラーの閉じ断面のつぶれを抑えることで、ルーフフロントメンバ結合部の上下移動量を効果的に低減できるとともに、ルーフフロントメンバの後ろ側でフロントピラーが車体の前後方向に延びる部分に閉じ断面の内側に向けて突出するビード形状を前記フロントピラーの長手方向に形成して車体前方側からの荷重に対して縦方向に形成するビードとなり、フロントピラーの座屈を低減することができる。
さらに、ビード形状をフロントピラーとルーフフロントメンバとの結合部で、かつフロントピラーインナパネルの平面部の上下方向中間部から始まり、前記フロントピラーインナパネルの後方に延設し、フロントピラーインナパネルの平面部の上下方向下部側に連続するように形成したので、ビードはフロントピラーの後方に延びる方向よりも、より水平方向に近い方向に延びビードの折れ、すなわち座屈を低減することができる。
またさらに、ルーフフロントメンバは、ルーフパネルの前部下面に車幅方向に配設された帯状の本体部と、この本体部の左右両端にそれぞれ設けられ、左右のフロントピラーに結合する延長部材とで構成し、これら延長部材のフロントピラーインナパネルの平面部との結合部を、ビード形状の前端部に跨るように構成したので、局所的な折れ部分をなくすことができる。

車両の車体部分を示す前方からの斜視図である。フロントピラーと延長部材を示す斜視図である。フロントピラーインナパネルのビードと延長部材の取付位置を示す斜視図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。フロントピラーとルーフの結合部を示す斜視図である。ルーフフロントメンバの取付部を下方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図１ないし図７を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように車両の前部車体部分にはウインドシールド１の下部側に配設されるカウル部２から乗員席となる車室３内の天井部を構成するルーフ部４とを繋ぐフロントピラー５がウインドシールド１の左右両側に設けられている。

このフロントピラー５は、図２および図３に示すように、ウインドシールド１の左右両側からルーフ部４の前端部にかけて円弧状に湾曲されて延びる帯状の部材で、乗員の視界を遮らないように極力細くなるように形成されている。
前記フロントピラー５は、図４に示すように、室内側に配設される帯状のフロントピラーインナパネル６と、室外側に配設される帯状のフロントピラーアウタパネル７と、これらフロントピラーインナパネル６とフロントピラーアウタパネル７の相互間に配設される補強部材としての補強パネル８とで構成されている。

フロントピラーアウタパネル７は、車体の側面を構成するサイドボディアウタパネル９のフロントピラー部９ａで構成されている。フロントピラーインナパネル６は、上縁部と下縁部にそれぞれ上部側フランジ６ａと下部側フランジ６ｂを有し、上部側フランジ６ａと下部側フランジ６ｂの間には上下方向の縦壁状の平面部６ｃが長手方向に沿って設けられている。前記フロントピラーアウタパネル７は、フロントピラーインナパネル６と同様に、上縁部と下縁部にそれぞれ上部側フランジ７ａと下部側フランジ７ｂを有し、上部側フランジ７ａと下部側フランジ７ｂの間には外側に膨出するように湾曲した湾曲部７ｃが長手方向に沿って設けられている。補強パネル８は、上縁部と下縁部にそれぞれ上部側フランジ８ａと下部側フランジ８ｂを有し、上部側フランジ８ａと下部側フランジ８ｂの間には車体外側に突出するコ字形部８ｃが長手方向に沿って設けられている。

これらフロントピラーインナパネル６とフロントピラーアウタパネル７は補強パネル８を間に挟んで、それぞれ上部側フランジ６ａ、上部側フランジ８ａ、および上部側フランジ７ａの３枚をスポット溶接ｗで接合し、下部側フランジ６ｂ、下部側フランジ８ｂ、および下部側フランジ７ｂの３枚をスポット溶接ｗで接合して内部を２つの空間に仕切る閉じ断面Ｓ１，Ｓ２を形成している。上部側フランジ６ａ、上部側フランジ８ａ、および上部側フランジ７ａは互いに接合されて車体側に向けて形成されて、ウインドシールド１接着側の窓枠を構成している。

前記フロントピラーアウタパネル７は、上部側フランジ７ａの付け根部分から斜め上方に向けて折り曲げられて補強パネル８のコ字形部８ｃから離れるように折り曲げてからコ字形部８ｃの周囲を囲むように湾曲して形成され、内部に閉じ断面Ｓ１と少なくとも同程度の大きな閉じ断面Ｓ２を形成している。下部側フランジ６ｂ、下部側フランジ８ｂ、および下部側フランジ７ｂは互いに接合されて車体後方側に延出し、図示しないフロントドアの前端部開口側との合わせ部が形成されている。上部側フランジ６ａ、上部側フランジ８ａ、および上部側フランジ７ａの接合部と、下部側フランジ６ｂ、下部側フランジ８ｂ、および下部側フランジ７ｂの接合部は、稜線（折り曲げ部）のない縦壁状の平面部６ｃで接続されている。そして、前記上部側フランジ６ａ結合部と前記下部側フランジ６ｂ結合部の間を前方視断面が直線形状になるように、前記フロントピラーインナパネル６の室内側に縦壁状の平面部６ｃを形成し、上部側フランジ６ａと下部側フランジ６ｂとの間を縦壁状の平面部６ｃで接続している。

前記フロントピラー５は、図６に示すように上端部から後方側をルーフ部４に接合して組付けられており、ルーフ部４前端部との接合部には延長部材（エクステンション）１０がフロントピラーインナパネル６に接合されている（図２参照）。フロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃには、図５に示すように延長部材１０が接合される位置の後方に、車体外側に向けてビード形状６１がフロントピラーインナパネル６の長手方向に沿って形成されている。このビード形状６１は、図２に示すように前端部では、フロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃの中間位置に位置し、後端部では、フロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃの下方位置になるように形成されている。これは、フロントピラー５の湾曲のカーブが後方に向けて次第に緩やかになっているため、ビード形状６１を水平に近い状態で後方に延出させるためにフロントピラーインナパネル６のカーブよりも大きく曲げて車体後方に向けて形成している。

前記ルーフ部４のルーフパネル４１前端部下面には図６に示すように帯状のルーフフロントメンバ４２が車幅方向に配設されており、このルーフフロントメンバ４２は、図７に示すように帯状のルーフフロントメンバ本体４２ａの両端部に前記延長部材１０を装着して構成されている。
前記延長部材１０は、前記ルーフフロントメンバ本体４２ａを装着する組付け部１０ａと、この組付け部１０ａの先端に下方側に折り曲げられて前記フロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃに取り付ける取り付け面１０ｂと、組付け部１０ａの前後両側に上方に突出して設けられたガイド用壁面１０ｃで構成されている。この延長部材１０は、組付け部１０ａのガイド用壁面１０ｃの間にルーフフロントメンバ本体４２ａの端部を配置して、組付け部１０ａをルーフフロントメンバ本体４２ａに接合して組付けられている。ルーフフロントメンバ４２は、延長部材１０の取り付け面１０ｂをビード形状６１の前端部を覆うようにしてフロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃにスポット溶接ｗにより接合して取付けられている。

上記フロントピラー上部構造によると、前突等によってフロントピラー５に車体後方側への応力が作用すると、フロントピラー５の断面には、図４に二点鎖線で示すようにつぶれるような変形モード６´、８´が作用する。このような変形モード６´、８´を縦壁状の平面部６ｃで、図４の矢印のような方向の力Ｆ１，Ｆ２で突っ張ることにより吸収することができる。
フロントピラー５を構成するフロントピラーインナパネル６、フロントピラーアウタパネル７および補強パネル８は、上部側フランジ６ａ、上部側フランジ８ａ、および上部側フランジ７ａの接合部と、下部側フランジ６ｂ、下部側フランジ８ｂ、および下部側フランジ７ｂの接合部が、稜線（折り曲げ部）のない縦壁状の平面部６ｃで接続されていることから、変形代（周長）を削減して剛性のある構造を確保できるので、フロントピラー５を細くして快適性と運転安全性を向上することができる。
また、フロントピラーインナパネル６とフロントピラーアウタパネル７は補強パネル８を間に挟んで、それぞれ上部側フランジ６ａ、上部側フランジ８ａ、および上部側フランジ７ａの３枚をスポット溶接ｗで接合し、下部側フランジ６ｂ、下部側フランジ８ｂ、および下部側フランジ７ｂの３枚をスポット溶接ｗで接合して内部を２つの空間に仕切る閉じ断面Ｓ１，Ｓ２を形成している。こうして、前記上部側フランジ６ａ結合部と前記下部側フランジ６ｂ結合部の間を前方視断面が直線形状になるように、前記フロントピラーインナパネル６の室内側に縦壁状の平面部６ｃを形成したので、上部側フランジ６ａと下部側フランジ６ｂとの間が縦壁状の平面部６ｃで接続されていることから、前記閉じ断面Ｓ１，Ｓ２が崩れることがなく、剛性のある構造を提供できる。

車体前方からの荷重に対しては、延長部材１０が接合される位置の後方に、車体外側に向けてビード形状６１がフロントピラーインナパネル６の長手方向に沿って形成されているので、圧縮方向に対しての剛性を向上することができる。よって、ルーフ部前端に生じていた座屈等を防止することができる。ビード形状６１の前端部には延長部材１０が設けられているので、ビード形状６１で剛性が低下した部分の剛性を補うことができ、局所的な変形で座屈することをなくすことができる。ビード形状６１は、前端部では、フロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃの中間位置に位置し、後端部では、フロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃの下方位置になるように形成されているので、ビード形状６１を極力水平に近い状態で車体後方に形成することができることから、前突に対するフロントピラーインナパネル６の剛性を確保することができる。

ルーフフロントメンバ４２から延長部材１０を介してフロントピラーインナパネル６の縦壁状の平面部６ｃに連続させることができることから、ルーフフロントメンバ４２の振動を抑制し、低周波のこもり音を低減することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、延長部材１０の形状あるいは大きさは、フロントピラー５の太さ、あるいは強度によって任意に設定することができる。また、図５に示すようにビード形状６１の幅Ｈ、深さＭ、あるいは長さＬも任意に設定することができる。ビード形状６１の前端部は延長部材１０の位置を超えて前方位置まで伸ばすこともできる。このビード形状６１の高さ位置も縦壁状の平面部６ｃの高さ方向の任意の位置に設定することができる。平面部６ｃの高さをＨ_１とすると、ビード形状６１の上部側Ｈ_２に対して下部側Ｈ３をＨ_２＞Ｈ_３に設定することが好ましい。

１ウインドシールド
２カウル部
３車室
４ルーフ部
５フロントピラー
６フロントピラーインナパネル
６ｃ平面部
７フロントピラーアウタパネル
８補強パネル（補強部材）
９サイドボディアウタパネル
９ａサイドボディアウタパネルのフロントピラー部
１０延長部材
４２ルーフフロントメンバ
４２ａルーフフロントメンバ本体
６１ビード形状

Claims

フロントピラーインナパネルと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部とで閉じ断面を形成し、この閉じ断面の内部に、内部を仕切る補強部材を配設して車両のフロントピラーを構成し、このフロントピラーの上部側をルーフパネルに接合するとともに、前記左右のフロントピラーの上部側内側面に、前記ルーフパネルの前部下面に車幅方向に配設されたルーフフロントメンバの両端部を接合した車両のフロントピラー上部構造において、前記フロントピラーインナパネルの上部側フランジと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部の上部側フランジと、補強部材の上部側フランジを３枚で溶接結合し、かつ、前記フロントピラーインナパネルの下部側フランジと、サイドボディアウタパネルのフロントピラー部の下部側フランジと、補強部材の下部側フランジを３枚で溶接結合して閉じ断面を形成し、前記上部側フランジ結合部と前記下部側フランジ結合部の間を前方視断面が直線形状になるように、前記フロントピラーインナパネルの室内側に縦壁状の平面部を形成し、前記フロントピラーインナパネルの平面部を前記フロントピラーと前記ルーフフロントメンバとの結合部の少なくとも前方に形成し、該結合部の後方の縦壁部に、前記閉じ断面の内側に向けて突出するビード形状を前記フロントピラーの長手方向に形成したことを特徴とするフロントピラー上部構造。
前記ビード形状を前記フロントピラーと前記ルーフフロントメンバとの結合部で、かつ前記フロントピラーインナパネルの平面部の上下方向中間部から始まり、前記フロントピラーインナパネルの後方に延設し、該フロントピラーインナパネルの平面部の上下方向下部側に連続するように形成したことを特徴とする請求項１に記載のフロントピラー上部構造。
前記ルーフフロントメンバは、前記ルーフパネルの前部下面に車幅方向に配設された帯状の本体部と、この本体部の左右両端にそれぞれ設けられ、前記左右のフロントピラーに結合する延長部材とで構成し、これら延長部材の前記フロントピラーインナパネルの平面部との結合部を、前記ビード形状の前端部に跨るように構成したことを特徴とする請求項１に記載のフロントピラー上部構造。