JP7050402B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両構造に関する。

車両構造の具体例としては、車両のフロントピラーの前方側に、エプロンメンバの後部を接続した構造がある（たとえば、特許文献１，２）。前記フロントピラーは、フロントガラスの車幅方向側部を支持し、車室を形成するための部位であり、後上がり状に傾斜して起立している。エプロンメンバは、カウルサイドパネル、カウルトップサイド、またはアッパサイドフレームとも称される部位であり、車両前部の側部であって、フロントピラーの車両前方側に位置し、車両前後方向に延びている。
このような構成によれば、車両の前突が発生し、その衝突荷重が車両の前部に入力した場合に、この衝突荷重の一部を、エプロンメンバを介してフロントピラーに伝達させることができる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、フロントピラーは、複数の部材を接続して構成されているのが一般的であり、その接続部が剛性断点（剛性の急変箇所）となっている。また、フロントピラーには、断面形状が急変する箇所も適宜設けられており、このような箇所も剛性断点となる。このため、エプロンメンバを介してフロントピラーに衝突荷重が入力した際、フロントピラーは、前記した剛性断点を起点として変形し易い。これでは、エプロンメンバやフロントピラーを利用して衝突荷重を車両後方側に効果的に逃がすことが困難となる。また、このことにより、フロントピラーには、車幅方向の荷重も多く作用することとなって、フロントピラーの各部の変形量が一層大きくなる現象や、複数の部材の接続部において、各部材が剥離するなどの現象を生じる虞もある。車両の耐荷重性（耐衝撃性）を優れたものとし、車室の変形・保護を図る観点からすると、前記したような不具合を適切に防止または抑制することが望まれる。

特開２０１６－１９０５９８号公報 特開２０１９－１０４３０４号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両の前突が発生した際における衝突荷重の伝達性がよく、フロントピラーの変形を効果的に抑制することが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両構造は、後上がり状に傾斜する傾斜状上壁部を有するフロントピラーと、このフロントピラーよりも車両前方側に位置して車両前後方向に延び、かつ後部が前記フロントピラーの前記傾斜状上壁部の前部または下側領域に接続されているエプロンメンバと、を備えており、前記フロントピラーには、このフロントピラーの上下
高さ方向または上下高さ斜め方向に起立する縦壁部と前記傾斜状上壁部とが交差して繋がった部位として車両前後方向に延びる稜線部が設けられている、車両構造であって、前記傾斜状上壁部のうち、前記稜線部の車両後方側の延長線上に設けられ、かつ前端部が前記稜線部に繋がり、または近接するようにして車両前後方向に延びるビード部を、さらに備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、フロントピラーに設けられている稜線部は、車両前方側からの荷重入力に対する強度が高い部位であるのに対し、この稜線部の車両後方側の延長線上に設けられているビード部も、前記稜線部と同様に、車両前方側からの荷重入力に対する強度が高い部位である。このため、車両の前突が発生し、その衝突荷重がエプロンメンバからフロントピラーに入力した際には、この衝突荷重が前記稜線部およびビード部を介して車両後方側に効果的に伝達される。したがって、衝突荷重に起因するフロントピラーの変形、ひいては車室の変形を抑制することができる。
第２に、前記したように、稜線部およびビード部を利用して衝突荷重を車両後方側に効果的に伝達させることができるため、フロントピラーの形状変化部分や、フロントピラー構成部品の接続部などの剛性変化部分に、車幅方向の荷重が集中する現象が生じ難くなる。その結果、フロントピラーの不当な変形を一層抑制することが可能となる。
第３に、前記した稜線部およびビード部は、フロントピラーの構成部材を利用して設けることができ、これらを設けるための手段として別部材をさらに追加する必要はない。したがって、重量増加を生じさせず、軽量化を促進する上で好ましく、また製造コストを廉価にすることも可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両構造の一例を示す要部概略斜視図である。 図１の要部拡大概略斜視図である。 図２のIII－III断面図である。 （ａ）は、図２のIVa－IVa断面図であり、（ｂ）は、図２のIVb－IVb断面図であり、（ｃ）は、図２のIVc－IVc断面図である。 図１～図４に示す実施形態との対比例を示す要部概略斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両構造Ａは、フロントピラー３（Ａピラー）、センタピラー４（Ｂピラー）、ルーフサイド部１０、およびエプロンメンバ２（網点模様部分）を備えている。
ただし、図１においては、図４（ｂ），（ｃ）の仮想線で示すサイドアウタパネル１１（車両の側面部の最外装パネル）を省略している。
また、図１は、車両の右側部分のみを示しているが、車両の左側部分は、右側部分の構成と対称であり、その説明は省略する。

ルーフサイド部１０上には、ルーフパネル１２が配され、フロントピラー３の前面側には、不図示のフロントガラスが取付けられる。フロントピラー３とセンタピラー４との間には、不図示のサイドドアによって開閉されるドア用開口部１３が形成されている。ドア用開口部１３の前側には、上下高さ方向に起立するフロントピラー・ロア・リインフォース３Ｅが位置している。
以降において、「リインフォース」は、「Ｒ／Ｆ」と適宜略称する。

エプロンメンバ２は、フロントピラー３の車両前方側に位置して車両前後方向に延びる部材であり、エプロンメンバ・アウタパネル２ａと、エプロンメンバ・インナパネル２ｂとを接合して構成されている。図３に示すように、たとえばエプロンメンバ・アウタパネル２ａは、車幅方向内面側を向く開口部２０を有する断面略ハット状である。エプロンメンバ・インナパネル２ｂは、開口部２０を塞ぐようにしてエプロンメンバ・アウタパネル２ａの上下フランジ部２１ａ，２１ｂに接合された部材である。エプロンメンバ２は、閉断面構造とされ、剛性が高められている。

図１および図２において、エプロンメンバ・アウタパネル２ａの後部は、フロントピラー・ロア・Ｒ／Ｆ３Ｅの前面側に接合されており、エプロンメンバ・インナパネル２ｂの後部は、後述するフロントピラー・インナパネル３Ａの前部に連結されている。
図示は省略するが、エプロンメンバ２の前端部は、車両に別途設けられているフロントサイドメンバに接続部材を介して接続されている。フロントサイドメンバは、車両の前部のうち、エプロンメンバ２よりも低い位置において車両前後方向に延びる車体骨格部材である。車両の前突が発生し、フロントサイドメンバの前部に衝突荷重が入力すると、その一部は、前記接続部材を介してエプロンメンバ２の前部に入力する。前記接続部材は、衝突荷重をエプロンメンバ２に伝達する役割を果たすが、これに加え、車両の前突が発生した際にフロントサイドメンバが上方に曲げ変形を生じることを抑制する役割をも果たす部材（いわゆる、モーメントキャンセラ）である。

フロントピラー３は、先に述べたフロントピラー・ロア・Ｒ／Ｆ３Ｅに加え、フロントピラー・インナパネル３Ａ、およびフロントピラー・アッパ・Ｒ／Ｆ３Ｂを具備して構成されている。また、このフロントピラー３の上部寄り部分は、ルーフサイド・Ｒ／Ｆ３Ｃ、およびルーフサイドレール・インナパネル３Ｄをも利用して構成されている。

図２において、フロントピラー３は、後上がり状に傾斜する複数の傾斜状上壁部３０（３０ａ～３０ｃ）、稜線部３１（３１ａ，３１ｂ）、およびビード部３２（３２ｂ，３２ｃ）を備えている。

傾斜状上壁部３０（３０ａ～３０ｃ）は、フロントガラスを当接させるのに利用される部位であり、これらの上向き面が滑らかに繋がるように一連に接続されている。傾斜状上壁部３０ａ～３０ｃは、フロントピラー・インナパネル３Ａ、フロントピラー・アッパ・Ｒ／Ｆ３Ｂ、およびルーフサイド・Ｒ／Ｆ３Ｃのそれぞれの上部に設けられており（図４も参照）、いずれも後上がり状に傾斜したフランジ状である。図１および図２においては、傾斜状上壁部３０ａは、個別傾斜状上壁部３０ｂの車両前方側に比較的短い寸法で表れているが、実際には、この傾斜状上壁部３０ａは、傾斜状上壁部３０ｂの下側に重なるように比較的長い寸法で延びている（図４（ｂ））。

稜線部３１（３１ａ，３１ｂ）は、フロントピラー・インナパネル３Ａ、およびフロントピラー・アッパ・Ｒ／Ｆ３Ｂに形成されている縦壁部３３ａ，３３ｂと、傾斜状上壁部３０ａ，３０ｂとが交差して繋がった部位（角部）であり、車両前後方向に延びている。縦壁部３３ａ，３３ｂは、上下高さ方向、または上下高さ斜め方向に起立した壁部である。
稜線部３１ａは、フロントピラー・インナパネル３Ａの車両前後方向の全長域に設けられている。これに対し、稜線部３１ｂは、稜線部３１ａの延長線上に位置するようにしてフロントピラー・アッパ・Ｒ／Ｆ３Ｂの前端寄り領域に設けられている。
一方、エプロンメンバ２には、縦壁部２３と上部屈曲片部２４とが交差して繋がった稜線部２５が設けられており、この稜線部２５の後端の車両後方側に稜線部３１が位置するように設定されている。

ビード部３２（３２ｂ，３２ｃ）は、傾斜状上壁部３０ｂ，３０ｃに設けられ、かつ一連に繋がるようにして車両前後方向に延びている。ビード部３２ｂは、その前端が稜線部３１ｂの後端に近接するようにして、稜線部３１ｂの車両後方側延長線上に位置している。なお、本実施形態とは異なり、ビード部３２ｂの前端が、稜線部３１ｂの後端に繋った構成とすることもできる。ビード部３２は、たとえば図４（ｂ），（ｃ）に示すように、傾斜状上壁部３０ｂ，３０ｃの一部が、他の部分よりも上向き突出状に形成された部位であり、プレス加工により設けられる。
ビード部３２は、たとえば図１の符号Ｌａで示す範囲にわたって設けられ、フロントピラー３からセンタピラー４の上方の位置まで延びている。

次に、前記した車両構造Ａの作用について説明する。

車両のオフセット衝突などの前突が発生し、車両の前部にその車両前方側から衝突荷重が入力すると、この衝突荷重の一部（図２に示す衝突荷重Ｆ）が、エプロンメンバ２に入力する場合がある。この衝突荷重Ｆは、フロントピラー３に作用し、フロントピラー３の傾斜状上壁部３０に伝達する。
これに対し、傾斜状上壁部３０ａ，３０ｂの一側部に設けられている稜線部３１は、車両前方側からの荷重入力に対する強度が高い部位である。また、ビード部３２は、稜線部３１と同様に、車両前方側からの荷重入力に対する強度が高い部位である。したがって、前記した衝突荷重Ｆについては、稜線部３１およびビード部３２を介して車両後方側に効果的に伝達させることが可能である。その結果、衝突荷重Ｆに起因するフロントピラー３の変形、ひいては車室の変形を抑制することができる。

図５は、本実施形態との対比例を示している。この対比例においては、傾斜状上壁部３０ｂにビード部３２が設けられていない。このため、傾斜状上壁部３０ｂのうち、稜線部３１ｂの車両後方側部分Ｓａの強度は低く、またこの部分Ｓａおよびその周辺部は、形状が急変した剛性断点となっている。したがって、衝突荷重Ｆが傾斜状上壁部３０ｂに入力した際、前記した部分Ｓａおよびその周辺部は圧縮変形し易い。また、車両後方側への荷重伝達性もよくないため、車幅方向の荷重が前記した部分Ｓａおよびその周辺部に集中し易くなる。その結果、前記した部分Ｓａおよびその周辺部は一層破損し易くなる。
これに対し、本実施形態によれば、そのような虞を適切に防止または抑制することが可能である。また、本実施形態におけるビード部３２は、センタピラー４の上方まで延びて設けられているため、荷重伝達性が一層よく、フロントピラー３の変形、および車室の変形を防止する上でより好ましいものとなる。

稜線部３１およびビード部３２は、フロントピラー３に、それ専用の補強部材を組み付けるようなことなく設けることが可能であり、フロントピラー３の構成部品点数が増加するといった不具合を生じさせない。このため、車両の重量が増加したり、製造コストが大幅に上昇するといった不具合も適切に回避することが可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述の実施形態においては、フロントピラー・インナパネル３Ａおよびフロントピラー・アッパ・Ｒ／Ｆ３Ｂの傾斜状上壁部３０ａ，３０ｂに、稜線部３１ａ，３１ｂが設けられ、かつフロントピラー・アッパ・Ｒ／Ｆ３Ｂおよびルーフサイド・Ｒ／Ｆ３Ｃの傾斜状上壁部３０ｂ，３０ｃにビード部３２が設けられているが、本発明はこれに限定されない。本発明においては、フロントピラーに設けられている傾斜状上壁部のいずれかの位置に、本発明が意図する構成の稜線部およびビード部が設けられていればよい。
ビード部は、上述の実施形態のように、センタピラーの上方位置まで延設されていることが好ましいが、これに限定されず、センタピラーの上方位置まで到達しない構成とされていてもよい。なお、ビード部をセンタピラーの上方位置よりもさらに車両後方側の位置まで連続または断続的に延設した構成とすることもできる。
ビード部は、上向き突出状に限定されず、たとえば下向き突出状、あるいは棚状（上下高低段差を有する段差部状）とすることも可能である。

Ａ 車両構造
２ エプロンメンバ
３ フロントピラー
３０（３０ａ～３０ｃ） 傾斜状上壁部
３１（３１ａ，３１ｂ） 稜線部
３２（３２ｂ，３２ｃ） ビード部
３３ａ，３３ｂ 縦壁部

Claims (1)

1. 後上がり状に傾斜する傾斜状上壁部を有するフロントピラーと、
   このフロントピラーよりも車両前方側に位置して車両前後方向に延び、かつ後部が前記フロントピラーの前記傾斜状上壁部の前部または下側領域に接続されているエプロンメンバと、
   を備えており、
   前記フロントピラーには、このフロントピラーの上下高さ方向または上下高さ斜め方向に起立する縦壁部と前記傾斜状上壁部とが交差して繋がった部位として車両前後方向に延びる稜線部が設けられている、車両構造であって、
   前記傾斜状上壁部のうち、前記稜線部の車両後方側の延長線上に設けられ、かつ前端部が前記稜線部に繋がり、または近接するようにして車両前後方向に延びるビード部を、さらに備えていることを特徴とする、車両構造。

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