JP4616015B2 - 三角窓補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、三角窓を開口した自動車のフロントピラーにおける三角窓補強構造に関する。

従来、フロントドア開口部の前方に三角窓が配設されるタイプの車両では、該三角窓開口による強度不足を補うものとして、前面衝突時における三角窓下部の局所変形を抑制する様々な技術が提案されている。通常、三角窓下部には、フロントドアのヒンジ部のための補強部材やステアリングビームやカウル保持のための補強部材等が配設され、補強構造として重要な部位である。このような補強構造例として、フロントピラーを内外の複数のパネルから構成して、前面衝突時の衝突エネルギーをピラーインナやピラーアウタに分散する技術がある（例えば下記特許文献１参照）。
特開平８−８０８６８号公報（図５参照）

図４を用いて、前記特許文献１に開示された自動車の前部車体構造について説明する。この車体構造では、フロントピラー１０４は、フロントピラーインナアッパ１１４、フロントピラーロア１１６、カウル連結ブラケット１１７、フロントピラースチフナ１１５およびフロントピラーアウタアッパ１２０から構成されており、前記フロントピラーインナアッパ１１４に一体に形成された三角形状のウインドシールド支持枠１１２に、フロントサイドウインドシールド１０５が装着される。フロントピラーインナアッパ１１４はウインドシールド支持枠１１２によって補強されたものである。

このような構成によって、フロントピラー１０４とサイドドアウインドシールド（図示省略：フロントドアのウインドシールド）間に配置された固定のフロントサイドウインドシールド１０５の支持枠１１２をフロントピラー１０４と一体に形成したので、前記支持枠１１２によりフロントピラー１０４を補強してその剛性を高めることができる。これにより、フロントピラー１０４の板厚を増加させることなく、車体の軽量化が実現できた。

しかしながら、このような高い剛性の補強構造によって、衝突エネルギーをフロントピラーにおけるピラーインナやピラーアウタに分散できることとなったものの、このような従来構造では、カウル連結ブラケット１１７の存在等によって前後方向の剛性は大きいが、上下方向の剛性不足は否めないものであった。そのため、前面衝突時の上下屈曲の際の変形を抑制できずにドア開口部の変形をもたらし、衝突後のドア開扉性に影響を与えかねないものとなった。

そこで本発明は、このような従来の三角窓補強構造の課題を解決して、簡素な部品の追加改修によって、飛躍的な剛性向上が可能となり、ドアヒンジ周りの取付剛性、ステアリングビーム取付剛性による振動改善等を可能にした三角窓補強構造を提供することを目的とする。

このため本発明は、三角窓を開口した自動車のフロントピラーにおける三角窓補強構造において、フロントピラーとリンホースフロントピラーとの間で、ステアリングビームが取り付けられるリンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものの上部を、前記三角窓の前端部に接合したことを特徴とする。また本発明は、前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、インナ側のリンホースビームステアリングと、アウタ側の縦補強構造物を接合して構成されることを特徴とする。また本発明は、前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、車両前後方向から見てクランク状の断面を呈するリンホースビームステアリングと、車両上下方向から見てハット状の縦補強構造物から構成されることを特徴とする。また本発明は、前記リンホースビームステアリングおよび縦補強構造物のそれぞれが、フロントピラーインナとリンホースフロントピラーとの両方への接合部を有することを特徴とする。また本発明は、前記リンホースビームステアリングが、フロントピラーインナアッパとフロントピラーインナロアとを接続して接合されたことを特徴とする。また本発明は、前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、リンホースフロントピラーアッパとリンホースフロントピラーロアとを接続して接合されたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。

本発明によれば、三角窓を開口した自動車のフロントピラーにおける三角窓補強構造において、フロントピラーとリンホースフロントピラーとの間で、ステアリングビームが取り付けられるリンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものの上部を、前記三角窓の前端部に接合したことにより、リンホースビームステアリングによる従来の横剛性を確保しつつ、上下方向の剛性の向上が見込まれ、前面衝突時の三角窓下部の局所変形が有効に抑制され、内外ピラーパネル間の変位も抑制されて、ドアヒンジ周りの取付剛性の向上、ステアリングビーム取付剛性の向上による振動改善等が可能となる。しかも、前記リンホースビームステアリングおよび縦補強構造物が、これらの部材の横方向および縦方向の補強を相互に補完し合い、リンホースフロントピラーによる補強機能を確実なものとすることができる。その上、特に低強度になりがちな三角窓開口部への前方からの衝撃荷重に対して効果的に補強することが可能となる。

また、前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、インナ側のリンホースビームステアリングと、アウタ側の縦補強構造物を接合して構成される場合は、これらの部材の横方向および縦方向の補強を相互に補完し合い、リンホースフロントピラー３による補強機能を確実なものとすることができる。さらに、前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、車両前後方向から見てクランク状の断面を呈するリンホースビームステアリングと、車両上下方向から見てハット状の縦補強構造物から構成される場合は、リンホースビームステアリングによる従来の横剛性を確保しつつ、縦補強構造物により上下方向の剛性が向上し、前面衝突時に前方から衝突荷重が加わっても、三角窓下部の局所変形が有効に抑制される。

さらにまた、前記リンホースビームステアリングおよび縦補強構造物のそれぞれが、フロントピラーインナとリンホースフロントピラーとの両方への接合部を有する場合は、それぞれの補強構造物がフロントピラーインナとリンホースフロントピラーのいずれもに確実に接続されて、補強構造としてより強固になる。また、前記リンホースビームステアリングが、フロントピラーインナアッパとフロントピラーインナロアとを接続して接合された場合は、分割構成とされたフロントピラーインナが確実に接合・補強され、フロントピラー前部の剛性が向上する。

また、前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、リンホースフロントピラーアッパとリンホースフロントピラーロアとを接続して接合された場合は、分割構成とされたリンホースピラーが確実に補強され、フロントピラー前部の剛性が向上することになる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１から図３は本発明の三角窓補強構造の１つの実施例を示すもので、図１は三角窓が形成されたフロントピラーにおける補強構造の分解斜視図、図２（Ａ）はリンホースビームステアリングと縦補強構造物の分解斜視図、図２（Ｂ）はリンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせた接合状態の斜視図、図３はリンホースビームステアリングと縦補強構造物とを取り付けた状態のフロントピラーインナを外側から見た側面図である。

本発明の三角窓補強構造の基本的な構成は、図１に示すように、
三角窓１２を開口した自動車のフロントピラー１における三角窓補強構造において、フロントピラー２とリンホースフロントピラー３との間で、ステアリングビームが取り付けられるリンホースビームステアリング１０と縦補強構造物（パッチ）１１とを組み合わせたものの上部を、前記三角窓１２の前端部に接合したことを特徴とする。

図１は三角窓１２が形成されたフロントピラー１の分解斜視図で、車体右側のフロントピラー１を示している。図示省略の右フロントドア開口部（符号１３で示す）の前部に配設される。フロントピラー１は、車体内側から順に、三角窓１２が穿設されたフロントピラーインナ２、リンホースフロントピラー３およびパネルサイドアウタ４とを接合して重合構成される。フロントピラーインナ２はフロントピラーインナアッパ５とその下部に接続されるフロントピラーインナロア６とから構成される。それらの外側に配置されるリンホースフロントピラー３はリンホースフロントピラーアッパ８とその下部に接続されるリンホースフロントピラーロア９とから構成される。さらに、最外部に配置されるパネルサイドアウタ４はフロントドア開口部を囲む形態にて一体形成される。

これら３枚のパネル２、３、４を接合してフロントピラー１を構成するには、先ず、リンホースフロントピラー３とパネルサイドアウタ４とが接合され、次いで、フロントピラーインナ２が接合される。フロントピラーインナアッパ５とその下部に接続されるフロントピラーインナロア６とに渡りブラケットフロントピラー７が接続されて補強される。本発明では、フロントピラーインナ２とリンホースフロントピラー３との間に、主として前後方向の補強効果が高いリンホースビームステアリング１０の他に、上下方向の補強効果を高めるものとして縦補強構造物（パッチ）１１を配設した。

図２（Ａ）はパッチ１１とリンホースビームステアリング１０の構造例を示すもので、リンホースビームステアリング１０については、前記フロントピラーインナ２とリンホースフロントピラー３とを接合するために、前後方向から見てクランク状の断面を呈しており、前後方向の補強効果が高いが上下方向の補強効果は低い。そこで、本発明では、上下方向から見てハット状のパッチ１１をリンホースビームステアリング１０に組み合わせるものである。パッチ１１およびリンホースビームステアリング１０の各面に示されたＳ（スポット溶接等による接合）に付された番号は、接合されるべき相手部材の符号番号を示している。例えば、Ｓ９はリンホースフロントピラーロア９との接合部を示し、Ｓ６はフロントピラーインナロア６との接合部を示す。

図２（Ａ）の矢印のように、パッチ１１における３箇所のＳ１０を、リンホースビームステアリング１０における３か所のＳ１１に合わせて接合する。これによって、図２（Ｂ）のように両者が、３か所の接合部Ｓ１０，１１によって接合して組み合わされる。このようにして組み合わされたパッチ１１とリンホースビームステアリング１０とを、フロントピラーインナ２とリンホースフロントピラー３との間に接合して配設する。

図３は、リンホースフロントピラー３が取り除かれた状態の車体外側から見た側面図で、フロントピラーインナ２にパッチ１１とリンホースビームステアリング１０とが接合された状態が示されている。パッチ１１が実線で、リンホースビームステアリング１０が点線で示されている。前述したように、パッチ１１とリンホースビームステアリング１０とが３か所の接合部Ｓ１０，１１によって接合される。パッチ１１の上端部は三角窓１２の前端部にてＳ９によりリンホースフロントピラーロア９に接合される。パッチ１１の中央平面部と下端部の凸面もＳ９によりリンホースフロントピラーロア９に接合される。

図２（Ａ）を参照しつつ説明すると、リンホースビームステアリング１０については、手前（リンホースフロントピラー３側）の上端部、中間部および下端部の平面部がＳ９によりリンホースフロントピラーロア９に接合され、また、向こう側（フロントピラーインナ２側）の上側の平面部がＳ５によりフロントピラーインナアッパ５に、下側の平面部がＳ６によりフロントピラーインナロア６に接合される。また、それらの上下の平面部の後端部がＳ９によりリンホースフロントピラーロア９に接合される。さらに、前記向こう側の下側の平面部の後端部がＳ６によりフロントピラーインナロア６に接合される。また、手前の下端部の平面部と向こう側の下側の平面部との間の斜面から後方に延設して曲折形成した平面がＳ９によりリンホースフロントピラーロア９に接合される。

かくして、リンホースビームステアリング１０による従来の横剛性を確保しつつ、パッチ１１により上下方向の剛性が向上し、前面衝突時に前方から矢印Ｆのような衝突荷重が加わっても、三角窓下部の局所変形が有効に抑制されて、矢印Ｆ１およびＦ２のように有効に分散される。したがって、特に、Ａ部位およびＢ部位の折れが抑制でき、内外ピラーパネル間の変位も抑制されて、ドアヒンジ周りの取付剛性の向上、ステアリングビーム取付剛性の向上による振動改善等が可能となる。また、リンホースビームステアリング１０とパッチ１１とがフロントピラーインナ２とリンホースフロントピラー３との間に接合・配設されていることにより、これらの部材の横方向および縦方向の補強を相互に補完し合い、リンホースフロントピラー３による補強機能を確実なものとすることができる。

さらに、前記縦補強構造物１１の上端部が三角窓１２の前端部にて接合された場合は、特に低強度になりがちな三角窓開口部への前方からの衝撃荷重に対して効果的に補強でき、さらにまた、前記リンホースビームステアリング１０および縦補強構造物１１のそれぞれが、フロントピラーインナ２とリンホースフロントピラー３との両方への接合部を有して、それぞれの補強構造物がフロントピラーインナ２とリンホースフロントピラー３のいずれもに確実に接続されて、補強構造としてより強固になる。また、前記リンホースビームステアリング１０が、フロントピラーインナアッパ５とフロントピラーインナロア６とを接続して接合されて、分割構成とされたフロントピラーインナ２が確実に接合・補強され、フロントピラー１前部の剛性が向上する。また、前記リンホースビームステアリング１０が、リンホースフロントピラーアッパ８とリンホースフロントピラーロア９とを接続して接合され、分割構成とされたリンホースフロントピラー３が確実に補強され、フロントピラー１前部の剛性が向上する。

以上、本発明の各実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、リンホースビームステアリングの形状およびそのステアリングビームへの取付形態、縦補強構造物であるパッチの形状、およびリンホースビームステアリングとパッチとの組合形態、フロントピラーインナとリンホースフロントピラーとの接合形態、リンホースフロントピラーとパネルサイドアウタとの接合形態、縦補強構造物の三角窓の前端部への接合形態、リンホースビームステアリングおよび縦補強構造物のフロントピラーインナとリンホースフロントピラーへの接合部位および接合形態、リンホースビームステアリングのフロントピラーインナアッパとフロントピラーインナロアとを接続する接合形態、リンホースビームステアリングのリンホースフロントピラーアッパとリンホースフロントピラーロアとを接続する接合形態等については適宜選定することができる。

本発明の三角窓補強構造の１つの実施例を示すもので、三角窓が形成されたフロントピラーにおける補強構造の分解斜視図である。 同、図２（Ａ）はリンホースビームステアリングと縦補強構造物の分解斜視図、図２（Ｂ）はリンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせた接合状態の斜視図である。 同、リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを取り付けた状態のフロントピラーインナを外側から見た側面図である。 従来の自動車の前部車体構造の分解斜視図である。

符号の説明

１ フロントピラー
２ フロントピラーインナ
３ リンホースフロントピラー
４ パネルサイドアウタ
５ フロントピラーインナアッパ
６ フロントピラーインナロア
７ ブラケットフロントピラー
８ リンホースフロントピラーアッパ
９ リンホースフロントピラーロア
１０ リンホースビームステアリング
１１ パッチ（縦補強構造物）
１２ 三角窓
１３ フロントドア開口部

Claims (6)

1. 三角窓を開口した自動車のフロントピラーにおける三角窓補強構造において、フロントピラーとリンホースフロントピラーとの間で、ステアリングビームが取り付けられるリンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものの上部を、前記三角窓の前端部に接合したことを特徴とする三角窓補強構造。
2. 前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、インナ側のリンホースビームステアリングと、アウタ側の縦補強構造物を接合して構成されることを特徴とする請求項１に記載の三角窓補強構造。
3. 前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、車両前後方向から見てクランク状の断面を呈するリンホースビームステアリングと、車両上下方向から見てハット状の縦補強構造物から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の三角窓補強構造。
4. 前記リンホースビームステアリングおよび縦補強構造物のそれぞれが、フロントピラーインナとリンホースフロントピラーとの両方への接合部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の三角窓補強構造。
5. 前記リンホースビームステアリングが、フロントピラーインナアッパとフロントピラーインナロアとを接続して接合されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の三角窓補強構造。
6. 前記リンホースビームステアリングと縦補強構造物とを組み合わせたものが、リンホースフロントピラーアッパとリンホースフロントピラーロアとを接続して接合されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の三角窓補強構造。

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