JP7786265B2 - 車両用フロントピラー - Google Patents

Description

本発明は、車両用フロントピラーに関するものである。

一般に、車両のフロントピラーを形成する領域は、車外側のサイドアウタパネルと車内側のヒンジリンフォースとを含んで構成されている。例えば、本出願人による特許文献１の技術では、図１および図２に示されているように、フロントピラーを形成する領域の車外側にサイドボディアウタパネル１０２が設けられ、その車内側にピラーヒンジリンフォース１４０が設けられている。ピラーヒンジリンフォース１４０は、図２（ｂ）に示されているように、フロントサイドドアのドアヒンジが取り付けられる複数のヒンジ取付部１４６ａ、１４６ｂを有している。

特開２０１５－２２９３６９号公報

上述したヒンジリンフォースは、フロントサイドドアを支える部材であるため、剛性を確保する目的で車内側に補強部材を備えることが多い。この補強部材は、ドア下がり対策の他、衝突性能やＮＶＨ性能を満たすために、寸法の拡大や、個数の追加がよく行われる。しかしながら、これらの対応は、コストや車両重量を増加させる要因になりやすい。

本発明は、このような課題に鑑み、簡潔な構成でドアヒンジの周囲の剛性を向上可能な車両用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、本発明にかかる車両用フロントピラーの代表的な構成は、車両のルーフからサイドシルにわたって設けられる車両用フロントピラーにおいて、当該車両用フロントピラーは、複数のドアヒンジが取り付けられる車内側のヒンジリンフォースと、ヒンジリンフォースの車外側に接合されるサイドアウタパネルとを備え、ヒンジリンフォースは、当該ヒンジリンフォースの後縁を形成する後側フランジ部と、後側フランジ部の前側から車外側に屈曲し延びている後壁部と、後壁部から前方に屈曲し延びている側壁部と、側壁部のうち少なくとも上下二か所に設けられて複数のドアヒンジがそれぞれ取り付けられる複数のヒンジ取付部と、後側フランジ部のうち複数のヒンジ取付部の少なくとも１つの後方の箇所に設けられて車両のステアリングサポートメンバが取り付けられるサポートメンバ取付部と、後壁部のうち複数のヒンジ取付部それぞれの後方の領域に形成され他の領域よりも前方に傾斜している傾斜領域と、を有し、後壁部と側壁部との間の稜線のうち傾斜領域に沿った部分は、車両前方に湾曲して窪んでいることを特徴とする。

本発明によれば、簡潔な構成でドアヒンジの周囲の剛性を向上可能な車両用フロントピラーを提供することが可能になる。

本発明の実施例に係る車両用フロントピラーの概要を示した図である。 図１のサイドアウタパネルをヒンジリンフォースから取り外した状態を示した図である。 図２のヒンジリンフォースとサイドアウタパネルを示す斜視図である。 図１の車両用フロントピラーの各断面図である。 図１の車両用フロントピラーの各断面図である。 図１のフロントピラーが備える補強部材を示した図である。

本発明の一実施の形態に係る車両用フロントピラーは、車両のルーフからサイドシルにわたって設けられる車両用フロントピラーにおいて、当該車両用フロントピラーは、複数のドアヒンジが取り付けられる車内側のヒンジリンフォースと、ヒンジリンフォースの車外側に接合されるサイドアウタパネルとを備え、ヒンジリンフォースは、当該ヒンジリンフォースの後縁を形成する後側フランジ部と、後側フランジ部の前側から車外側に屈曲し延びている後壁部と、後壁部から前方に屈曲し延びている側壁部と、側壁部のうち少なくとも上下二か所に設けられて複数のドアヒンジがそれぞれ取り付けられる複数のヒンジ取付部と、後側フランジ部のうち複数のヒンジ取付部の少なくとも１つの後方の箇所に設けられて車両のステアリングサポートメンバが取り付けられるサポートメンバ取付部と、後壁部のうち複数のヒンジ取付部それぞれの後方の領域に形成され他の領域よりも前方に傾斜している傾斜領域と、を有し、後壁部と側壁部との間の稜線のうち傾斜領域に沿った部分は、車両前方に湾曲して窪んでいることを特徴とする。

上記のステアリングサポートメンバは、インストルメントパネルの前側にて、車体の左右のヒンジリンフォースに車幅方向にわたって設置される。よって、ヒンジリンフォースのなかでもサポートメンバ取付部の周囲は、剛性が高くなる。そこで、上記構成では、剛性の高いサポートメンバ取付部と、ドアヒンジからの荷重が集中しやすいヒンジ取付部とを、傾斜領域によってより短い距離でつないでいる。これによって、ヒンジ取付部の周囲の剛性を向上させ、変形を抑えることが可能になる。

さらに、上記ヒンジリンフォースは、後壁部と側壁部との稜線が傾斜領域に沿って湾曲した形状になっていて、稜線が直線的である場合に比べてより剛性が向上し、変形し難くなっている。特に、湾曲した稜線は、上下のヒンジ取付部にわたって連続していて、ドアヒンジの周辺の応力集中を効率よく防いで変形を抑えることができる。

上記のサイドアウタパネルは、ヒンジリンフォースの後側フランジ部と側壁部とに接合されて後壁部との間に三角形の第１の閉断面を形成する。

上記構成によれば、サイドアウタパネルとヒンジリンフォースとの間に三角形の第１の閉断面を形成することで、当該車両用フロントピラーの剛性をより向上させることができる。

上記のヒンジリンフォースはさらに、側壁部のうち上側のヒンジ取付部の前方で上下にわたる範囲に形成されてヒンジ取付部よりも車外側に膨出しているリンフォース膨出部を有し、リンフォース膨出部は、上方に向かうほど車外側に延びるリンフォース傾斜部を有する。

上記構成によれば、ヒンジリンフォースのうちヒンジ取付部の周囲の断面二次モーメントを大きくさせ、当該ヒンジリンフォースの剛性を向上させることができる。

上記のサイドアウタパネルは、リンフォース膨出部の車外側に設けられてリンフォース膨出部に沿って車外側に膨出しているアウタ膨出部を有し、アウタ膨出部は、上方に向かうほど車外側に延びるアウタ傾斜部を有する。

上記構成によっても、車両用フロントピラーのうちヒンジ取付部の周囲の断面二次モーメントを大きくさせ、当該車両用フロントピラーの剛性を向上させることができる。

上記のアウタ膨出部は、リンフォース膨出部との間に第２の閉断面を形成する。

上記の第２の閉断面によっても、車両用フロントピラーのうちヒンジ取付部の周囲の剛性を向上させることができる。

当該車両用フロントピラーはさらに、ヒンジリンフォースのうち複数のヒンジ取付部の間の範囲の車内側であって第１の閉断面と第２の閉断面とに前後方向にわたるよう取り付けられる補強部材を備える。

上記の補強部材によれば、第１の閉断面および第２の閉断面をつなぐことで、ヒンジリンフォースの剛性を効率よく向上させ、当該補強部材の寸法を拡大せずとも剛性の要求を満たすことができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、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、本発明の実施例に係る車両用フロントピラー（以下、フロントピラー１００）の概要を示した図である。図１は、車両の右側のフロントピラー１００を車外側から見て示している。以下、図１その他の本願のすべての図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Backward)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Leftward)、R(Rightward)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(upward)、D(downward)で例示する。

フロントピラー１００は、フロントサイドドア用の開口１０２の前縁を形成する領域であって、不図示の車両のルーフからサイドシル１０６にわたって設けられている。当該フロントピラー１００は、パネル部材として、車内側のヒンジリンフォース１０８と、ヒンジリンフォース１０８の車外側に接合されるサイドアウタパネル１１０とを含んでいる。

図２は、図１のサイドアウタパネル１１０をヒンジリンフォース１０８から取り外した状態を示した図である。ヒンジリンフォース１０８は、不図示のフロントサイドドアのドアヒンジが取り付けられる部材であってて、当該フロントピラー１００のインナパネルとして機能する。

ヒンジリンフォース１０８は、後述する図３に示すように、上下方向にわたって車外側に膨出した形状になっている。ヒンジリンフォース１０８は、後縁が後側フランジ部１１２によって形成され、前縁が前側フランジ部１１４によって形成されている。後側フランジ部１１２は、フロントサイドドア用の開口１０２の前縁を形成する。前側フランジ部１１４は、車両の前側の他の構造物に接合される。

側壁部１１６は、ヒンジリンフォース１０８のうち車外側に膨出した上面の部位である。側壁部１１６には、フロントサイドドアのドアヒンジを取り付けるヒンジ取付部１１８、１２０が上下二か所に設けられている。

後側フランジ部１１２と側壁部１１６との間には段差が形成され、後方を向いた後壁部１２２が形成されている。

後側フランジ部１１２のうち、上側のヒンジ取付部１１８の後方の箇所には、サポートメンバ取付部１２４が設けられている。サポートメンバ取付部１２４は、車両のインストルメントパネルおよびステアリングホイールを支えるステアリングサポートメンバ１３６（図４（b）参照）が車内側に取り付けられる。

上述したサイドアウタパネル１１０は、ヒンジリンフォース１０８のうち、ヒンジ取付部１１８、１２０を含む、主に後側の半分程度の範囲を覆う構成になっている。

図３は、図２のヒンジリンフォース１０８とサイドアウタパネル１１０を示す斜視図である。ヒンジリンフォース１０８およびサイドアウタパネル１１０は、共に車外側に膨出した形状になっている。

ヒンジリンフォース１０８のヒンジ取付部１１８には、車外側にサイドアウタパネル１１０の外側ヒンジ取付部１２６が重ねられる。そして、ヒンジ取付部１１８および外側ヒンジ取付部１２６に対し、車外側からドアヒンジが締結固定される。

図２に示すように、本実施例のフロントピラー１００では、後壁部１２２のうちヒンジ取付部１１８、１２０それぞれの後方の領域に、傾斜領域１２８、１３０が形成されている。傾斜領域１２８、１３０は、後壁部１２２のうち、他の領域よりも前方に傾斜している部位である。特に、上側のヒンジ取付部１１８の後方の傾斜領域１２８は、ヒンジ取付部１１８とサポートメンバ取付部１２４とをなるべく短い距離でつなぐよう傾斜して延びている。

図４は、図１のフロントピラー１００の各断面図である。図４（ａ）は、図１のフロントピラー１００のＡ－Ａ断面図である。サイドアウタパネル１１０は、後側のフランジ部１３２および前側のフランジ部１３４が、ヒンジリンフォース１０８の後側フランジ部１１２および側壁部１１６それぞれに接合される。

ヒンジリンフォース１０８は、後側フランジ部１１２の前側から後壁部１２２が車外側に屈曲して延び、後壁部１２２から側壁部１１６が前方に屈曲して延びている。これら構成によって、ヒンジリンフォース１０８は、水平方向の断面が上方から見てハット型になっている。

図４（ｂ）は、図１のフロントピラー１００のＢ－Ｂ断面図である。ヒンジ取付部１１８は、ヒンジリンフォース１０８のうちハット型断面の上面となる側壁部１１６に設けられている。

上述したように、上側のヒンジ取付部１１８の後方には、傾斜領域１２８が設けられている。例えば、図４（ｂ）の傾斜領域１２８は、図４（ａ）の後壁部１２２の車両前後方向に対する角度α１に比べて、前方に倒れるよう、後側フランジ部１１２とヒンジ取付部１１８とをより浅い角度α２で結んでいる（α１＞α２）。

ステアリングサポートメンバ１３６は、インストルメントパネルの前側にて、車体の左右のヒンジリンフォース１０８に車幅方向にわたって設置される。よって、ヒンジリンフォース１０８のなかでも、サポートメンバ取付部１２４の周囲は剛性が高くなっている。

本実施例のフロントピラー１００では、剛性の高いサポートメンバ取付部１２４と、ドアヒンジからの荷重が集中しやすいヒンジ取付部１１８とを、傾斜領域１２８によってより短い距離でつなぎ、ヒンジ取付部１１８の周囲の剛性を向上させて変形を抑えることが可能になっている。

再び図２を参照する。ヒンジリンフォース１０８は、上側の傾斜領域１２８だけでなく、下側のヒンジ取付部１２０の後方にも傾斜領域１３０が設けられている。これによって、後壁部１２２と側壁部１１６との間の稜線１３８は、傾斜領域１２８、１３０に沿った部分が車両前方に湾曲して窪んだ曲線状（曲線部１３８ａ、１３８ｂ）に形成されている。稜線１３８のうち、傾斜領域１２８と傾斜領域１３０との間の部分は直線状（直線部１３８ｃ）に延びている。

上記のヒンジリンフォース１０８は、後壁部１２２と側壁部１１６との稜線１３８が傾斜領域１２８、１３０に沿って湾曲した形状になっていて、稜線１３８が直線的である場合に比べて変形し難く、より剛性が向上している。特に、湾曲した稜線である曲線部１３８ａ、１３８ｂは、上下のヒンジ取付部１１８、１２０にわたって連続していて、ドアヒンジの周辺の応力集中を効率よく防ぐことが可能になっている。

これらのように、当該フロントピラー１００は、傾斜領域１２８、１３０および湾曲した稜線１３８を利用した簡潔な構成で、ドアヒンジ取付部１１８、１２０の周囲の剛性を向上させ、ドアヒンジおよびフロントサイドドアに由来する変形を抑えることを可能にしている。

本実施例では、図４（ｂ）に示すように、サイドアウタパネル１１０は、ヒンジリンフォース１０８の後側フランジ部１１２と側壁部１１６とに接合される。そして、当該フロントピラー１００では、サイドアウタパネル１１０とヒンジリンフォース１０８の後壁部１２２との間に、三角形の第１の閉断面Ｅ１を形成している。

ヒンジ取付部１１８の後方に三角形の第１の閉断面Ｅ１を形成することによっても、ヒンジ取付部１１８の周囲の剛性を向上させ、フロントサイドドアに由来する変形を抑えることが可能になる。

再び図３を参照する。ヒンジリンフォース１０８のうち、ヒンジ取付部１１８の周囲には、リンフォース膨出部１４０が設けられている。リンフォース膨出部１４０は、ヒンジ取付部１１８よりも車外側に膨出した部位であって、側壁部１１６のうち上側のヒンジ取付部１１８の前方の下方から上方にわたる範囲を含んで形成されている。

図５は、図１のフロントピラー１００の各断面図である。図５（ａ）は、図１のフロントピラー１００のＣ－Ｃ断面図である。上述したように、ヒンジリンフォース１０８は、リンフォース膨出部１４０によって、上部が車外側に膨出した形状になっている。

図５（ｂ）は、図１のフロントピラー１００のＤ－Ｄ断面図である。リンフォース膨出部１４０には、傾斜したリンフォース傾斜部１４２が設けられている。リンフォース傾斜部１４２は、上方に向かうほど車外側に延びるよう傾斜している。リンフォース膨出部１４０の下側にリンフォース傾斜部１４２が設けられていることで、ヒンジリンフォース１０８のうちヒンジ取付部１１８の周囲の断面二次モーメントを大きくさせ、ヒンジリンフォース１０８の剛性を向上させることが可能になっている。

再び図３を参照する。サイドアウタパネル１１０のうち、リンフォース膨出部１４０の車外側の範囲には、アウタ膨出部１４４が設けられている。アウタ膨出部１４４は、リンフォース膨出部１４０に沿って車外側に膨出した部位であって、サイドアウタパネル１１０のうち上側のヒンジ取付部１１８の前方の下方から上方にわたる範囲を含んで形成されている。

図５（ｂ）に示すように、アウタ膨出部１４４にも、傾斜したアウタ傾斜部１４６が設けられている。アウタ傾斜部１４６もまた、上方に向かうほど車外側に延びるよう傾斜した部位であり、サイドアウタパネル１１０のうち外側ヒンジ取付部１２６の周囲の断面二次モーメントを大きくさせ、サイドアウタパネル１１０の剛性を向上させることを可能にしている。

図４（ｂ）に示すように、サイドアウタパネル１１０とヒンジリンフォース１０８のうち、上側のヒンジ取付部１１８の前側では、アウタ膨出部１４４とリンフォース膨出部１４０との位置が前後にずれていて、アウタ膨出部１４４とリンフォース膨出部１４０との間に上下方向に延びる第２の閉断面Ｅ２が形成されている。ヒンジ取付部１１８の前側に第２の閉断面Ｅ２が形成されていることによっても、ヒンジ取付部１１８の周囲の剛性は向上している。

図６は、図１のフロントピラー１００が備える補強部材１４８を示した図である。当該補強部材１４８は、ヒンジリンフォース１０８のうち、上下のヒンジ取付部１１８、１２０の間の範囲の車内側に設けられている。

図５（ａ）に示すように、補強部材１４８は、車内側に凸の断面ハット型の構成になっていて、ヒンジリンフォース１０８の車内側の面との間に閉断面Ｅ３を形成する。

図４（ａ）に示すように、補強部材１４８は、上述した第１の閉断面Ｅ１と第２の閉断面Ｅ３とに、前後方向にわたるよう取り付けられている。

補強部材１４８は、第１の閉断面Ｅ１および第２の閉断面Ｅ２をつなぐよう閉断面Ｅ３を形成することで、ヒンジリンフォース１０８の剛性を効率よく向上させることができる。当該補強部材１４８によれば、寸法を拡大せずとも剛性の要求を満たすことができ、部品寸法の縮小および重量増加の回避を図ることができ、コストの面でも有益である。

以上のように、当該フロントピラー１００によれば、傾斜領域１２８、１３０や湾曲した稜線１３８、さらには寸法を抑えた補強部材１４８を利用した簡潔な構成で、コストや重量を抑えつつも剛性を高め、衝突性能、ＮＶＨ性能、ドア下がり対策等の向上を図ることが可能になっている。

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、車両用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…開口、１０４…ルーフ、１０６…サイドシル、１０８…ヒンジリンフォース、１１０…サイドアウタパネル、１１２…後側フランジ部、１１４…前側フランジ部、１１６…側壁部、１１８、１２０…ヒンジ取付部、１２２…後壁部、１２４…サポートメンバ取付部、１２６…外側ヒンジ取付部、１２８、１３０…傾斜領域、１３２…フランジ部、１３４…フランジ部、１３６…ステアリングサポートメンバ、１３８…稜線、１３８ａ、１３８ｂ…曲線部、１３８ｃ…直線部、１４０…リンフォース膨出部、１４２…リンフォース傾斜部、１４４…アウタ膨出部、１４６…アウタ傾斜部、１４８…補強部材、Ｅ１…閉断面、Ｅ２…閉断面、Ｅ３…閉断面

Claims (4)

1. 車両のルーフからサイドシルにわたって設けられる車両用フロントピラーにおいて、
   当該車両用フロントピラーは、
   複数のドアヒンジが取り付けられる車内側のヒンジリンフォースと、
   前記ヒンジリンフォースの車外側に接合されるサイドアウタパネルとを備え、
   前記ヒンジリンフォースは、
   当該ヒンジリンフォースの後縁を形成する後側フランジ部と、
   前記後側フランジ部の前側から車外側に屈曲し延びている後壁部と、
   前記後壁部から前方に屈曲し延びている側壁部と、
   前記側壁部のうち少なくとも上下二か所に設けられて前記複数のドアヒンジがそれぞれ取り付けられる複数のヒンジ取付部と、
   前記後側フランジ部のうち前記複数のヒンジ取付部の少なくとも１つの後方の箇所に設けられて前記車両のステアリングサポートメンバが取り付けられるサポートメンバ取付部と、
   前記後壁部のうち前記複数のヒンジ取付部それぞれの後方の領域に形成され他の領域よりも前方に傾斜している傾斜領域と、
   を有し、
   前記後壁部と前記側壁部との間の稜線のうち前記傾斜領域に沿った部分は、車両前方に湾曲して窪んでいて、
   前記サイドアウタパネルは、前記ヒンジリンフォースの前記後側フランジ部と前記側壁部とに接合されて前記後壁部との間に三角形の第１の閉断面を形成し、
   前記ヒンジリンフォースはさらに、前記側壁部のうち上側の前記ヒンジ取付部の前方で上下にわたる範囲に形成されて該ヒンジ取付部よりも車外側に膨出しているリンフォース膨出部を有し、
   前記リンフォース膨出部は、上方に向かうほど車外側に延びるリンフォース傾斜部を有することを特徴とする車両用フロントピラー。
2. 前記サイドアウタパネルは、前記リンフォース膨出部の車外側に設けられて該リンフォース膨出部に沿って車外側に膨出しているアウタ膨出部を有し、
   前記アウタ膨出部は、上方に向かうほど車外側に延びるアウタ傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用フロントピラー。
3. 前記アウタ膨出部は、前記リンフォース膨出部との間に第２の閉断面を形成することを特徴とする請求項２に記載の車両用フロントピラー。
4. 当該車両用フロントピラーはさらに、前記ヒンジリンフォースのうち前記複数のヒンジ取付部の間の範囲の車内側であって前記第１の閉断面と前記第２の閉断面とに前後方向にわたるよう取り付けられる補強部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用フロントピラー。