自動車のフロントピラー構造
【課題】自動車のフロントピラーの高剛性を確保しつつ軽量化を図ること。
【解決手段】インナパネル１１とアウタパネル１２とからなる閉断面構造をなし、内部にアウタパネル１１の内面の沿う断面ハット形のリィンフォース２を設け、車体のロッカー６の前端から起立するピラー下部１ａと、前後幅を拡大したピラー中間部１ｂと、傾斜状のピラー上部１ｃからなる自動車のフロントピラー構造において、リィンフォース２を、ピラー前後幅の異なる部位に応じて分割構造として、下部リィンフォース３、中間部リィンフォース４および上部リィンフォース５とを上下に連結して構成し、少なくとも下部および中間部リィンフォース３，４を降伏応力５８０MPaないしそれ以上で、稜線３５，４５を直線状に成形した高張力鋼板で構成し、もってピラー全体を軽量化するとともにピラーの剛性を強化した。
【解決手段】インナパネル１１とアウタパネル１２とからなる閉断面構造をなし、内部にアウタパネル１１の内面の沿う断面ハット形のリィンフォース２を設け、車体のロッカー６の前端から起立するピラー下部１ａと、前後幅を拡大したピラー中間部１ｂと、傾斜状のピラー上部１ｃからなる自動車のフロントピラー構造において、リィンフォース２を、ピラー前後幅の異なる部位に応じて分割構造として、下部リィンフォース３、中間部リィンフォース４および上部リィンフォース５とを上下に連結して構成し、少なくとも下部および中間部リィンフォース３，４を降伏応力５８０MPaないしそれ以上で、稜線３５，４５を直線状に成形した高張力鋼板で構成し、もってピラー全体を軽量化するとともにピラーの剛性を強化した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のフロントピラーの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントピラーはインナパネルとアウタパネルとで閉断面構造をなし、車体側面の下縁に沿うロッカーの前端からほぼ垂直に起立し、ピラー上部が上斜め後方へ傾斜状に延び、全体がほぼく字状をなす。またフロントピラーには、ピラー下部からピラー上部に至るピラー内部に、ピラー断面を車内外方向に仕切るようにリィンフォースが設けられて剛性が強化されている(例えば下記特許文献１参照)。
一般に上記リィンフォースは、アウタパネルに沿う断面ほぼハット形で両側のフランジ部がアウタパネルとインナパネルの結合フランジ部と一体に結合されている。またリィンフォースは一般に、ロアリィンフォースとアッパリィンフォースとからなる上下２部材で構成されている。
【０００３】
また従来のフロントピラーにはピラー中間部の前後幅を前方側へ拡大するとともに、ピラー中間部に、エンジンルームの側壁上縁に沿って前後方向に延びるエプロンアッパメンバの後端を結合したものがある。これにより車両の前面衝突時にエプロンアッパメンバから入力する衝撃を前後広幅のピラー中間部で受け上記衝撃に対するフロントピラーの剛性を強化している。
【０００４】
図６、図７はこの種のフロントピラーに用いられるリィンフォースを示し、リィンフォース８は前後幅広のピラー中間部からピラー上部にわたって一体に形成した大型のアッパリィンフォース８ａと、その下端に連結されたロアリィンフォース８ｂとで構成される。なお、ロアリィンフォース８ｂは前縁がその前方に位置するホイールハウスを避けて湾曲しつつ上斜め前方へ延び、前後幅を漸次前方へ拡大し、その上端８２をアッパリィンフォース８ａの下端８１とほぼ同じ前後幅および断面形状としたロアリィンフォース８ｂの上端８２を重ね合わせて溶接している。
【特許文献１】特開２００８−３７１２９号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のピラー中間部の前後幅を拡大したフロントピラーでは、リィンフォースが大型であるためピラー全体の重量が重いといった問題があった。そこで、リィンフォースを板厚が薄くかつ剛性の高い高張力鋼板で構成して重量を軽減することが考えられる。しかしながら高張力鋼板は成形性が良いとは言えず、リィンフォースの湾曲部分、例えばロアリィンフォース８ｂの前端のように、断面ハット形の稜線８３を湾曲形成することが困難である。そこで本発明は、車両衝突時の衝撃に対する剛性が十分に確保でき、かつ軽量化が図れる自動車のフロントピラー構造を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、インナパネルとアウタパネルとで閉断面を形成し、車体のロッカーの前端から起立するピラー下部と、前方に向けて前後幅が拡大するピラー中間部と、上斜め後方へ傾斜状に延びるピラー上部とでほぼく字状をなし、上記ピラー中間部にエプロンアッパメンバの後端を結合せしめた自動車のフロントピラーであって、ピラー内には、アウタパネルに沿う断面ほぼハット形でピラー内を内外に仕切るリィンフォースを設けた自動車のフロントピラーにおいて、
上記リィンフォースを、上記ピラー下部に位置する下部リィンフォースと、上記ピラー中間部に位置する中間部リィンフォースと、上記ピラー上部に位置する上部リィンフォースとに分割し、上記下部リィンフォースの上端と上記中間部リィンフォースの下端、および中間部リィンフォースの上端と上記上部リィンフォースの下端とをそれぞれ重ね合わせ連結して構成し、
少なくとも上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、ハット形断面の各稜線が上下方向ほぼ直線状に延びる形状とし、両リィンフォースをそれぞれ高張力鋼板で構成する（請求項１）。
ピラーの前後幅の異なる部位に応じて、リィンフォースを３分割とし、少なくとも下部リィンフォースおよび中間部リィンフォースでは湾曲形状をなくして成形性の良い直線状としたので、これらを高張力鋼板で構成でき、軽量で剛性の高いフロントピラーを実現できる。
【０００７】
上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、降伏応力５８０MPaないしそれ以上の高張力鋼板で構成する（請求項２）。
軽量かつ剛性の高いリィンフォースに好適である。
【０００８】
上記中間部リィンフォースの下端の前後幅を上記下部リィンフォースの上端の前後幅よりも広く形成し、中間部リィンフォースの下端を、その前半部分を残して下部リィンフォースの上部の外面に重ね合わせ連結し、
上記中間部リィンフォースの下端の前半部分で上記下部リィンフォースの上端の前方を横切って車内方向にほぼ水平に張出す張出し面を形成し、
上記張出し面をこれと前後方向に対向する下部リィンフォースの上端の前面部分と連結せしめる（請求項３）。
下部リィンフォースをその稜線を直線状となす形状とすると、下部リィンフォースの上端の前後幅は中間部リィンフォースの下端よりも小さくなり、その一部しか連結できない。そこで張出し面により、下部リィンフォースの上端と中間部リィンフォースの下端との前後幅の差を解消して、下部リィンフォースの上端の全体に中間部リィンフォースの下端を連結でき、連結部の剛性、特に車両の前面衝突の衝撃に対する剛性を確保できる。
【０００９】
上記断面ハット形をなす下部リィンフォースの上端には、後部フランジ部、後部側面部および中央部にかけて、中間部リィンフォースの下端の後部フランジ部、後部側面部および中央部の後半部分を重ね合わせ連結し、
上記中間部リィンフォースの中央部下端の前半部分を、車内側水平方向に屈曲せしめて上記張出し面を形成し、上記下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部と対向する上記張出し面の両側縁部に形成したフランジ部をそれぞれ下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部の上端に重ね合わせ連結せしめる（請求項４）。
前後幅の異なる下部リィンフォースの上端と中間部リィンフォースの下端全体を連結する構造として好適である。
【００１０】
上記上部リィンフォースはその下端の前後幅および断面形状を、上記中間部リィンフォースの上端の前後幅および断面形状に合わせて、上部リィンフォースの下端を中間部リィンフォースの上端に重ね合わせ連結せしめる（請求項５）。
上部リィンフォースの下縁と中間部リィンフォースの上端との連結に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１の仮想線で示すように、フロントピラー１はロッカー６の前端から起立するピラー下部１ａと、前後幅を幅広に形成したピラー中間部１ｂ、および上斜め後方へ傾斜状に延びるピラー上部１ｃとからなり、全体にほぼく字状をなす。ピラー下部１ａはその前方のホイールハウスを避けるように前縁がアーチ状に湾曲してあり、上方に向けて漸次前後幅を広くしてある。ピラー下部１ａの上端に続き前後幅を前方へ拡大したピラー中間部１ｂには、エンジンルームの側壁の上縁に沿って前後方向に延びるエプロンアッパメンバ７の後端が結合してある。またピラー中間部１ｂから傾斜状に延びるピラー上部１ｃは細幅に形成してある。
【００１２】
フロントピラー１は全体に、ほぼ平板のインナパネル１１と車内側に向けて開口する断面ハット形のアウタパネル１２とで閉断面をなし（図３ないし図５参照）、ピラー内部には、アウタパネル１２に沿うように、ピラー断面を車内外方向に仕切るリィンフォース２が設けてある。
図１に示すように、リィンフォース２は、ピラー下部１ａの内部に位置する下部リィンフォース３と、ピラー中間部１ｂの内部に位置する中間部リィンフォース４、およびピラー上部１ｃの内部に位置する上部リィンフォース５とからなる３分割構造で、これらを上下一連に連結してフロントピラー１内の上下方向ほぼ全体にわたって設けてある。
【００１３】
図１、図３に示すように、ピラー下部１ａ内に位置する下部リィンフォース３は、降伏応力が５８０MPa以上の性能を有する高張力鋼板からなり、中央部３０と前後の側面部３１、３２および前後のフランジ部３３，３４とで断面ハット形をなす。
【００１４】
下部リィンフォース３は、中央部３０と前後の側面部３１、３２との間の屈曲部の稜線３５，３５、前後の側面部３１、３２と前後のフランジ部３３，３４との間の屈曲部の稜線３５，３５がそれぞれ上下方向に直線状に形成してある。そして前後幅は上方へ向けて漸次拡大し、上端の前後幅はピラー中間部１ｂ下端の前後幅の５分の３程度となる。なお、下部リィンフォース１ｂの下部では前後のフランジ部３３，３４が切欠いてある。
【００１５】
図１、図４に示すように、下部リィンフォース３の上方に連結した中間部リィンフォース４は、下部リィンフォース３と同一性能を有する高張力鋼板で形成してある。中間部リィンフォース４の前後幅はピラー中間部１ｂの前後幅に合わせてあり、下部リィンフォース３の上端の前後幅よりも広くしてある。中間部リィンフォース４の断面形状は下部リィンフォース３と同様に、中央部４０と前後の側面部４１、４２および前後のフランジ部４３，４４とで断面ハット形をなす。
【００１６】
中間部リィンフォース４は、中央部４０と前後の側面部４１，４２との間の稜線４５，４５、前後の側面部４１，４２と前後のフランジ部４３，４４との間の各稜線４５，４５が上下方向に直線状に形成してあり、中間部リィンフォース４の前後幅は上端から下端にわたってほぼ同一の広幅に形成してある。なお中央部４０は、その前半部分が後半部分との境界から緩やかに屈曲して若干前斜め内側へ傾斜状に形成してあり、上記前半部分と後半部分との間の稜線４５も直線状に形成してある。
【００１７】
中間部リィンフォース４の上下中間位置には、前後の側面部４１，４２間をつなぐ補強板２０が設置してある。補強板２０も下部および中間部リィンフォース３，４と同一性能の高張力鋼板からなる。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、下部リィンフォース３と中間部リィンフォース４とは、両者３，４の後縁を上下方向に揃えて、下部リィンフォース３の後部フランジ部３４、後部側面部３２および中央部３０の上端の外面に、中間部リィンフォース４の後部フランジ部４４、後部側面部４２および中央部４０の後半部分を重ね合わせて溶接してある。
【００１９】
そして、下部リィンフォース３の中央部３０よりも前方へ広がる中間部リィンフォース４の中央部４０の前半部分の下端に、これから屈曲して下部リィンフォース３の前方を横切るように車内側へ向けて水平に張出す張出し面４６が形成してある。張出し面４６は平面視四角形状で下部リィンフォース３の上端前端部と、その前方のフロントピラーの前面部との間の隙間を閉じている。
張出し面４６を設けることで中間部リィンフォース４の下端の断面形状が下部リィンフォース３の上端の断面形状に合わせてある。
張出し面４６はその周縁のうち、内側の内縁および後縁にそれぞれ下方へ屈曲せしめたフランジ部４７，４７が形成してあり、両フランジ部４７，４７を下部リィンフォース３の中央部３０の前部側面３１および前部フランジ部４３の上端の外面に重ね合わせて溶接してある。
【００２０】
この様に構成した下部リィンフォース３の上端と中間部リィンフォース４の下端との連結部では、図３に示すように、下部および中間部リィンフォース３，４の後部フランジ部３４，４４同士の連結部をフロントピラー１のインナパネル１１とアウタパネル１２の後部の結合フランジ部同士の結合部と重ね合わせて一体に溶接するとともに、下部リィンフォース３の前部フランジ部３３と張出し面４６の周縁フランジ部４７との連結部をインナパネル１１の前後中間位置に重ね合わせて溶接し、更に前部フランジ部３３よりも前方へ延びる周縁フランジ部４７をインナパネル１１の上記中間位置から前側に重ね合わせて溶接してある。
なおインナパネル１１およびアウタパネル１２の前縁は前部の結合フランジ部同士が溶接してある。
【００２１】
なお、図略ではあるが、下部リィンフォース３の前後のフランジ部を切欠いた下端ではピラー下部１ａ内において、中央部３０をアウタパネルの内面に重ね合わせて溶接してある。
【００２２】
また図４に示すように、中間部リィンフォース４は、ピラー中間部１ｂ内において、前部フランジ部４３および後部フランジ部４４をそれぞれ、インナパネル１１とアウタパネル１２の前後の結合フランジ部同士の結合部と一体に溶接してある。
【００２３】
図１、図５に示すように、上部リィンフォース５は、直線状の一般部に対して下端の前後幅を拡大し、下方へ湾曲させてその幅および断面形状を中間部リィンフォース４に合わせて形成してある。上部リィンフォース５は下部および中間部リィンフォース３，４よりも降伏応力が低く曲げ成形可能な鋼板を用いている。
上部リィンフォース５はその下端を中間部リィンフォース４の上端の外面に重ね合わせて溶接してある。そして上部リィンフォース５は、ピラー上部１ｃ内において、前部フランジ部５３および後部フランジ部５４をそれぞれ、インナパネル１１とアウタパネル１２の前後の結合フランジ部同士と一体に溶接してある。
【００２４】
本実施形態によれば、部分的に前後幅の異なるフロントピラー１を補強するリィンフォース２を、前後幅の異なる部位ごとに、下部リィンフォース３と中間部リィンフォース４および上部リィンフォース５に分割し、車両前面衝突時などにエプロンアッパメンバ７を介して特に強い衝撃を受ける下部リィンフォース３および中間部リィンフォース４には断面ハット形で稜線３５，４５を直線状に形成した高張力鋼板、望ましくは降伏応力が５８０MPaないしそれ以上の高張力鋼板を用い、かかる鋼板を用いることで、リィンフォースの成形が容易であり、かつ従来よりも板厚を薄くして軽量化し、高い剛性が発揮される。
【００２５】
また下部リィンフォース３を直線状の鋼板を用いることで、前後幅の広い中間部リィンフォース４との連結部で前後幅に差異が生じた場合、下部リィンフォース３の上端を中間部リィンフォース４の下端の後半部分に溶接し、中間部リィンフォース４の余剰の前半部分で下部リィンフォース３の上端前方へ水平方向に張出す張出し面４６を形成して、該張出し面４６により下部リィンフォース３の上端の前部側面３１と、これと対向するフロントピラー１の前面部との間の隙間を閉じるとともに、張出し面４６の側縁４７，４７を下部リィンフォース３の上端の前部側面３１および前部フランジ部３３と一体にインナパネル１１に溶接する構造としたから下部リィンフォース３と中間部リィンフォース４の連結部の強度、剛性、特に前方からの衝撃に対する剛性は充分に確保される。
【００２６】
上述の実施形態では、下部および中間部リィンフォース３，４を上記高張力鋼板とすることで、フロントピラー１の軽量化が得られるが、上部リィンフォース５も上記高張力鋼板で構成してもよく、これによれば更に軽量化と高剛性が実現できる。この場合、上部リィンフォース５も直線状に成形した鋼板を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のフロントピラー構造に用いるリィンフォースの側面図である。
【図２】上記リィンフォースを構成する下部リィンフォースと中間部リィンフォースとの連結部を示す拡大図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う位置での断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う位置での断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う位置での断面図である。
【図６】従来のフロントピラーのリィンフォースの側面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ フロントピラー
１ａ ピラー下部
１ｂ ピラー中間部
１ｃピラー上部
１１ インナパネル
１２ アウタパネル
２ リィンフォース
３ 下部リィンフォース
４ 中間部リィンフォース
５ 上部リィンフォース
３０，４０ 中央部
３１，４１ 前部側面
３２，４２ 後部側面
３３，４３ 前部フランジ部
３４，４４ 後部フランジ部
３５，４５ 稜線
４６ 張出し面
４７ 側縁のフランジ部
６ ロッカー
７ エプロンアッパメンバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のフロントピラーの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントピラーはインナパネルとアウタパネルとで閉断面構造をなし、車体側面の下縁に沿うロッカーの前端からほぼ垂直に起立し、ピラー上部が上斜め後方へ傾斜状に延び、全体がほぼく字状をなす。またフロントピラーには、ピラー下部からピラー上部に至るピラー内部に、ピラー断面を車内外方向に仕切るようにリィンフォースが設けられて剛性が強化されている(例えば下記特許文献１参照)。
一般に上記リィンフォースは、アウタパネルに沿う断面ほぼハット形で両側のフランジ部がアウタパネルとインナパネルの結合フランジ部と一体に結合されている。またリィンフォースは一般に、ロアリィンフォースとアッパリィンフォースとからなる上下２部材で構成されている。
【０００３】
また従来のフロントピラーにはピラー中間部の前後幅を前方側へ拡大するとともに、ピラー中間部に、エンジンルームの側壁上縁に沿って前後方向に延びるエプロンアッパメンバの後端を結合したものがある。これにより車両の前面衝突時にエプロンアッパメンバから入力する衝撃を前後広幅のピラー中間部で受け上記衝撃に対するフロントピラーの剛性を強化している。
【０００４】
図６、図７はこの種のフロントピラーに用いられるリィンフォースを示し、リィンフォース８は前後幅広のピラー中間部からピラー上部にわたって一体に形成した大型のアッパリィンフォース８ａと、その下端に連結されたロアリィンフォース８ｂとで構成される。なお、ロアリィンフォース８ｂは前縁がその前方に位置するホイールハウスを避けて湾曲しつつ上斜め前方へ延び、前後幅を漸次前方へ拡大し、その上端８２をアッパリィンフォース８ａの下端８１とほぼ同じ前後幅および断面形状としたロアリィンフォース８ｂの上端８２を重ね合わせて溶接している。
【特許文献１】特開２００８−３７１２９号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のピラー中間部の前後幅を拡大したフロントピラーでは、リィンフォースが大型であるためピラー全体の重量が重いといった問題があった。そこで、リィンフォースを板厚が薄くかつ剛性の高い高張力鋼板で構成して重量を軽減することが考えられる。しかしながら高張力鋼板は成形性が良いとは言えず、リィンフォースの湾曲部分、例えばロアリィンフォース８ｂの前端のように、断面ハット形の稜線８３を湾曲形成することが困難である。そこで本発明は、車両衝突時の衝撃に対する剛性が十分に確保でき、かつ軽量化が図れる自動車のフロントピラー構造を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、インナパネルとアウタパネルとで閉断面を形成し、車体のロッカーの前端から起立するピラー下部と、前方に向けて前後幅が拡大するピラー中間部と、上斜め後方へ傾斜状に延びるピラー上部とでほぼく字状をなし、上記ピラー中間部にエプロンアッパメンバの後端を結合せしめた自動車のフロントピラーであって、ピラー内には、アウタパネルに沿う断面ほぼハット形でピラー内を内外に仕切るリィンフォースを設けた自動車のフロントピラーにおいて、
上記リィンフォースを、上記ピラー下部に位置する下部リィンフォースと、上記ピラー中間部に位置する中間部リィンフォースと、上記ピラー上部に位置する上部リィンフォースとに分割し、上記下部リィンフォースの上端と上記中間部リィンフォースの下端、および中間部リィンフォースの上端と上記上部リィンフォースの下端とをそれぞれ重ね合わせ連結して構成し、
少なくとも上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、ハット形断面の各稜線が上下方向ほぼ直線状に延びる形状とし、両リィンフォースをそれぞれ高張力鋼板で構成する（請求項１）。
ピラーの前後幅の異なる部位に応じて、リィンフォースを３分割とし、少なくとも下部リィンフォースおよび中間部リィンフォースでは湾曲形状をなくして成形性の良い直線状としたので、これらを高張力鋼板で構成でき、軽量で剛性の高いフロントピラーを実現できる。
【０００７】
上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、降伏応力５８０MPaないしそれ以上の高張力鋼板で構成する（請求項２）。
軽量かつ剛性の高いリィンフォースに好適である。
【０００８】
上記中間部リィンフォースの下端の前後幅を上記下部リィンフォースの上端の前後幅よりも広く形成し、中間部リィンフォースの下端を、その前半部分を残して下部リィンフォースの上部の外面に重ね合わせ連結し、
上記中間部リィンフォースの下端の前半部分で上記下部リィンフォースの上端の前方を横切って車内方向にほぼ水平に張出す張出し面を形成し、
上記張出し面をこれと前後方向に対向する下部リィンフォースの上端の前面部分と連結せしめる（請求項３）。
下部リィンフォースをその稜線を直線状となす形状とすると、下部リィンフォースの上端の前後幅は中間部リィンフォースの下端よりも小さくなり、その一部しか連結できない。そこで張出し面により、下部リィンフォースの上端と中間部リィンフォースの下端との前後幅の差を解消して、下部リィンフォースの上端の全体に中間部リィンフォースの下端を連結でき、連結部の剛性、特に車両の前面衝突の衝撃に対する剛性を確保できる。
【０００９】
上記断面ハット形をなす下部リィンフォースの上端には、後部フランジ部、後部側面部および中央部にかけて、中間部リィンフォースの下端の後部フランジ部、後部側面部および中央部の後半部分を重ね合わせ連結し、
上記中間部リィンフォースの中央部下端の前半部分を、車内側水平方向に屈曲せしめて上記張出し面を形成し、上記下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部と対向する上記張出し面の両側縁部に形成したフランジ部をそれぞれ下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部の上端に重ね合わせ連結せしめる（請求項４）。
前後幅の異なる下部リィンフォースの上端と中間部リィンフォースの下端全体を連結する構造として好適である。
【００１０】
上記上部リィンフォースはその下端の前後幅および断面形状を、上記中間部リィンフォースの上端の前後幅および断面形状に合わせて、上部リィンフォースの下端を中間部リィンフォースの上端に重ね合わせ連結せしめる（請求項５）。
上部リィンフォースの下縁と中間部リィンフォースの上端との連結に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１の仮想線で示すように、フロントピラー１はロッカー６の前端から起立するピラー下部１ａと、前後幅を幅広に形成したピラー中間部１ｂ、および上斜め後方へ傾斜状に延びるピラー上部１ｃとからなり、全体にほぼく字状をなす。ピラー下部１ａはその前方のホイールハウスを避けるように前縁がアーチ状に湾曲してあり、上方に向けて漸次前後幅を広くしてある。ピラー下部１ａの上端に続き前後幅を前方へ拡大したピラー中間部１ｂには、エンジンルームの側壁の上縁に沿って前後方向に延びるエプロンアッパメンバ７の後端が結合してある。またピラー中間部１ｂから傾斜状に延びるピラー上部１ｃは細幅に形成してある。
【００１２】
フロントピラー１は全体に、ほぼ平板のインナパネル１１と車内側に向けて開口する断面ハット形のアウタパネル１２とで閉断面をなし（図３ないし図５参照）、ピラー内部には、アウタパネル１２に沿うように、ピラー断面を車内外方向に仕切るリィンフォース２が設けてある。
図１に示すように、リィンフォース２は、ピラー下部１ａの内部に位置する下部リィンフォース３と、ピラー中間部１ｂの内部に位置する中間部リィンフォース４、およびピラー上部１ｃの内部に位置する上部リィンフォース５とからなる３分割構造で、これらを上下一連に連結してフロントピラー１内の上下方向ほぼ全体にわたって設けてある。
【００１３】
図１、図３に示すように、ピラー下部１ａ内に位置する下部リィンフォース３は、降伏応力が５８０MPa以上の性能を有する高張力鋼板からなり、中央部３０と前後の側面部３１、３２および前後のフランジ部３３，３４とで断面ハット形をなす。
【００１４】
下部リィンフォース３は、中央部３０と前後の側面部３１、３２との間の屈曲部の稜線３５，３５、前後の側面部３１、３２と前後のフランジ部３３，３４との間の屈曲部の稜線３５，３５がそれぞれ上下方向に直線状に形成してある。そして前後幅は上方へ向けて漸次拡大し、上端の前後幅はピラー中間部１ｂ下端の前後幅の５分の３程度となる。なお、下部リィンフォース１ｂの下部では前後のフランジ部３３，３４が切欠いてある。
【００１５】
図１、図４に示すように、下部リィンフォース３の上方に連結した中間部リィンフォース４は、下部リィンフォース３と同一性能を有する高張力鋼板で形成してある。中間部リィンフォース４の前後幅はピラー中間部１ｂの前後幅に合わせてあり、下部リィンフォース３の上端の前後幅よりも広くしてある。中間部リィンフォース４の断面形状は下部リィンフォース３と同様に、中央部４０と前後の側面部４１、４２および前後のフランジ部４３，４４とで断面ハット形をなす。
【００１６】
中間部リィンフォース４は、中央部４０と前後の側面部４１，４２との間の稜線４５，４５、前後の側面部４１，４２と前後のフランジ部４３，４４との間の各稜線４５，４５が上下方向に直線状に形成してあり、中間部リィンフォース４の前後幅は上端から下端にわたってほぼ同一の広幅に形成してある。なお中央部４０は、その前半部分が後半部分との境界から緩やかに屈曲して若干前斜め内側へ傾斜状に形成してあり、上記前半部分と後半部分との間の稜線４５も直線状に形成してある。
【００１７】
中間部リィンフォース４の上下中間位置には、前後の側面部４１，４２間をつなぐ補強板２０が設置してある。補強板２０も下部および中間部リィンフォース３，４と同一性能の高張力鋼板からなる。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、下部リィンフォース３と中間部リィンフォース４とは、両者３，４の後縁を上下方向に揃えて、下部リィンフォース３の後部フランジ部３４、後部側面部３２および中央部３０の上端の外面に、中間部リィンフォース４の後部フランジ部４４、後部側面部４２および中央部４０の後半部分を重ね合わせて溶接してある。
【００１９】
そして、下部リィンフォース３の中央部３０よりも前方へ広がる中間部リィンフォース４の中央部４０の前半部分の下端に、これから屈曲して下部リィンフォース３の前方を横切るように車内側へ向けて水平に張出す張出し面４６が形成してある。張出し面４６は平面視四角形状で下部リィンフォース３の上端前端部と、その前方のフロントピラーの前面部との間の隙間を閉じている。
張出し面４６を設けることで中間部リィンフォース４の下端の断面形状が下部リィンフォース３の上端の断面形状に合わせてある。
張出し面４６はその周縁のうち、内側の内縁および後縁にそれぞれ下方へ屈曲せしめたフランジ部４７，４７が形成してあり、両フランジ部４７，４７を下部リィンフォース３の中央部３０の前部側面３１および前部フランジ部４３の上端の外面に重ね合わせて溶接してある。
【００２０】
この様に構成した下部リィンフォース３の上端と中間部リィンフォース４の下端との連結部では、図３に示すように、下部および中間部リィンフォース３，４の後部フランジ部３４，４４同士の連結部をフロントピラー１のインナパネル１１とアウタパネル１２の後部の結合フランジ部同士の結合部と重ね合わせて一体に溶接するとともに、下部リィンフォース３の前部フランジ部３３と張出し面４６の周縁フランジ部４７との連結部をインナパネル１１の前後中間位置に重ね合わせて溶接し、更に前部フランジ部３３よりも前方へ延びる周縁フランジ部４７をインナパネル１１の上記中間位置から前側に重ね合わせて溶接してある。
なおインナパネル１１およびアウタパネル１２の前縁は前部の結合フランジ部同士が溶接してある。
【００２１】
なお、図略ではあるが、下部リィンフォース３の前後のフランジ部を切欠いた下端ではピラー下部１ａ内において、中央部３０をアウタパネルの内面に重ね合わせて溶接してある。
【００２２】
また図４に示すように、中間部リィンフォース４は、ピラー中間部１ｂ内において、前部フランジ部４３および後部フランジ部４４をそれぞれ、インナパネル１１とアウタパネル１２の前後の結合フランジ部同士の結合部と一体に溶接してある。
【００２３】
図１、図５に示すように、上部リィンフォース５は、直線状の一般部に対して下端の前後幅を拡大し、下方へ湾曲させてその幅および断面形状を中間部リィンフォース４に合わせて形成してある。上部リィンフォース５は下部および中間部リィンフォース３，４よりも降伏応力が低く曲げ成形可能な鋼板を用いている。
上部リィンフォース５はその下端を中間部リィンフォース４の上端の外面に重ね合わせて溶接してある。そして上部リィンフォース５は、ピラー上部１ｃ内において、前部フランジ部５３および後部フランジ部５４をそれぞれ、インナパネル１１とアウタパネル１２の前後の結合フランジ部同士と一体に溶接してある。
【００２４】
本実施形態によれば、部分的に前後幅の異なるフロントピラー１を補強するリィンフォース２を、前後幅の異なる部位ごとに、下部リィンフォース３と中間部リィンフォース４および上部リィンフォース５に分割し、車両前面衝突時などにエプロンアッパメンバ７を介して特に強い衝撃を受ける下部リィンフォース３および中間部リィンフォース４には断面ハット形で稜線３５，４５を直線状に形成した高張力鋼板、望ましくは降伏応力が５８０MPaないしそれ以上の高張力鋼板を用い、かかる鋼板を用いることで、リィンフォースの成形が容易であり、かつ従来よりも板厚を薄くして軽量化し、高い剛性が発揮される。
【００２５】
また下部リィンフォース３を直線状の鋼板を用いることで、前後幅の広い中間部リィンフォース４との連結部で前後幅に差異が生じた場合、下部リィンフォース３の上端を中間部リィンフォース４の下端の後半部分に溶接し、中間部リィンフォース４の余剰の前半部分で下部リィンフォース３の上端前方へ水平方向に張出す張出し面４６を形成して、該張出し面４６により下部リィンフォース３の上端の前部側面３１と、これと対向するフロントピラー１の前面部との間の隙間を閉じるとともに、張出し面４６の側縁４７，４７を下部リィンフォース３の上端の前部側面３１および前部フランジ部３３と一体にインナパネル１１に溶接する構造としたから下部リィンフォース３と中間部リィンフォース４の連結部の強度、剛性、特に前方からの衝撃に対する剛性は充分に確保される。
【００２６】
上述の実施形態では、下部および中間部リィンフォース３，４を上記高張力鋼板とすることで、フロントピラー１の軽量化が得られるが、上部リィンフォース５も上記高張力鋼板で構成してもよく、これによれば更に軽量化と高剛性が実現できる。この場合、上部リィンフォース５も直線状に成形した鋼板を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のフロントピラー構造に用いるリィンフォースの側面図である。
【図２】上記リィンフォースを構成する下部リィンフォースと中間部リィンフォースとの連結部を示す拡大図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う位置での断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う位置での断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う位置での断面図である。
【図６】従来のフロントピラーのリィンフォースの側面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ フロントピラー
１ａ ピラー下部
１ｂ ピラー中間部
１ｃピラー上部
１１ インナパネル
１２ アウタパネル
２ リィンフォース
３ 下部リィンフォース
４ 中間部リィンフォース
５ 上部リィンフォース
３０，４０ 中央部
３１，４１ 前部側面
３２，４２ 後部側面
３３，４３ 前部フランジ部
３４，４４ 後部フランジ部
３５，４５ 稜線
４６ 張出し面
４７ 側縁のフランジ部
６ ロッカー
７ エプロンアッパメンバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナパネルとアウタパネルとで閉断面を形成し、車体のロッカーの前端から起立するピラー下部と、前方に向けて前後幅が拡大するピラー中間部と、上斜め後方へ傾斜状に延びるピラー上部とでほぼく字状をなし、上記ピラー中間部にエプロンアッパメンバの後端を結合せしめた自動車のフロントピラーであって、
ピラー内には、アウタパネルに沿う断面ほぼハット形でピラー内を内外に仕切るリィンフォースを設けた自動車のフロントピラーにおいて、
上記リィンフォースを、上記ピラー下部に位置する下部リィンフォースと、上記ピラー中間部に位置する中間部リィンフォースと、上記ピラー上部に位置する上部リィンフォースとに分割し、上記下部リィンフォースの上端と上記中間部リィンフォースの下端、および中間部リィンフォースの上端と上記上部リィンフォースの下端とをそれぞれ重ね合わせ連結して構成し、
少なくとも上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、ハット形断面の各稜線が上下方向ほぼ直線状に延びる形状とし、両リィンフォースをそれぞれ高張力鋼板で構成したことを特徴とする自動車のフロントピラー構造。
【請求項２】
請求項１記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、降伏応力５８０MPaないしそれ以上の高張力鋼板で構成した自動車のフロントピラー構造。
【請求項３】
請求項1または２に記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記中間部リィンフォースの下端の前後幅を上記下部リィンフォースの上端の前後幅よりも広く形成し、中間部リィンフォースの下端を、その前半部分を残して下部リィンフォースの上部の外面に重ね合わせ連結し
上記中間部リィンフォースの下端の前半部分で上記下部リィンフォースの上端の前方を横切って車内方向にほぼ水平に張出す張出し面を形成し、
上記張出し面をこれと前後方向に対向する下部リィンフォースの上端の前面部分と連結せしめた自動車のフロントピラー構造。
【請求項４】
請求項３に記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記断面ハット形をなす下部リィンフォースの上端には、後部フランジ部、後部側面部および中央部にかけて、中間部リィンフォースの下端の後部フランジ部、後部側面部および中央部の後半部分を重ね合わせ連結し、
上記中間部リィンフォースの中央部下端の前半部分を、車内側水平方向に屈曲せしめて上記張出し面を形成し、上記下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部と対向する上記張出し面の両側縁部に形成したフランジ部をそれぞれ下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部の上端に重ね合わせ連結せしめた自動車のフロントピラー構造。
【請求項５】
請求項1ないし４に記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記上部リィンフォースはその下端の前後幅および断面形状を、上記中間部リィンフォースの上端の前後幅および断面形状に合わせて、上部リィンフォースの下端を中間部リィンフォースの上端に重ね合わせ連結せしめた自動車のフロントピラー構造。
【請求項１】
インナパネルとアウタパネルとで閉断面を形成し、車体のロッカーの前端から起立するピラー下部と、前方に向けて前後幅が拡大するピラー中間部と、上斜め後方へ傾斜状に延びるピラー上部とでほぼく字状をなし、上記ピラー中間部にエプロンアッパメンバの後端を結合せしめた自動車のフロントピラーであって、
ピラー内には、アウタパネルに沿う断面ほぼハット形でピラー内を内外に仕切るリィンフォースを設けた自動車のフロントピラーにおいて、
上記リィンフォースを、上記ピラー下部に位置する下部リィンフォースと、上記ピラー中間部に位置する中間部リィンフォースと、上記ピラー上部に位置する上部リィンフォースとに分割し、上記下部リィンフォースの上端と上記中間部リィンフォースの下端、および中間部リィンフォースの上端と上記上部リィンフォースの下端とをそれぞれ重ね合わせ連結して構成し、
少なくとも上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、ハット形断面の各稜線が上下方向ほぼ直線状に延びる形状とし、両リィンフォースをそれぞれ高張力鋼板で構成したことを特徴とする自動車のフロントピラー構造。
【請求項２】
請求項１記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記下部リィンフォースおよび上記中間部リィンフォースをそれぞれ、降伏応力５８０MPaないしそれ以上の高張力鋼板で構成した自動車のフロントピラー構造。
【請求項３】
請求項1または２に記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記中間部リィンフォースの下端の前後幅を上記下部リィンフォースの上端の前後幅よりも広く形成し、中間部リィンフォースの下端を、その前半部分を残して下部リィンフォースの上部の外面に重ね合わせ連結し
上記中間部リィンフォースの下端の前半部分で上記下部リィンフォースの上端の前方を横切って車内方向にほぼ水平に張出す張出し面を形成し、
上記張出し面をこれと前後方向に対向する下部リィンフォースの上端の前面部分と連結せしめた自動車のフロントピラー構造。
【請求項４】
請求項３に記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記断面ハット形をなす下部リィンフォースの上端には、後部フランジ部、後部側面部および中央部にかけて、中間部リィンフォースの下端の後部フランジ部、後部側面部および中央部の後半部分を重ね合わせ連結し、
上記中間部リィンフォースの中央部下端の前半部分を、車内側水平方向に屈曲せしめて上記張出し面を形成し、上記下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部と対向する上記張出し面の両側縁部に形成したフランジ部をそれぞれ下部リィンフォースの前部側面部および前部フランジ部の上端に重ね合わせ連結せしめた自動車のフロントピラー構造。
【請求項５】
請求項1ないし４に記載の自動車のフロントピラー構造において、
上記上部リィンフォースはその下端の前後幅および断面形状を、上記中間部リィンフォースの上端の前後幅および断面形状に合わせて、上部リィンフォースの下端を中間部リィンフォースの上端に重ね合わせ連結せしめた自動車のフロントピラー構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−８３２５１（Ｐ２０１０−８３２５１Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５２７８５（Ｐ２００８−２５２７８５）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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