(57)【要約】【課題】フロントピラーに作用する上下方向の荷重に対して中間屈曲部が変形せず、剛性の高いオープンカーのフロントピラー構造を実現すること。【解決手段】アウタパネル１とインナパネル２とで閉断面をなし、車体側面に沿ってほぼ垂直に起立するピラー下部Ｐ１と、その上端から屈曲して後斜め上方へ後傾するピラー上部Ｐ２とを備え、上記閉断面内には、ピラー下部Ｐ１側からピラー中間屈曲部Ｐ３を経てピラー上部Ｐ２の上下中間位置まで、ピラーＰの軸線方向に沿ってリィンフォースメント３が設置されたフロントピラー構造において、リィンフォースメント３の上端のカット面３０を、その前端３３の高さ位置が、後端３４の位置とほぼ同一高さ位置ないしは若干低い位置となるようにほぼ水平方向に形成し、ピラー上端部に上方から作用する荷重Ｓ２，Ｓ３をカット面３０の前端３３と後端３４との２点で受けるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタパネルとインナパネルとで閉断面をなし、車体側面に沿ってほぼ垂直に起立するピラー下部と、ピラー下部の上端から屈曲して後斜め上方へ傾斜するピラー上部とで構成されたオープンカーのフロントピラーであって、上記閉断面内には、上記ピラー下部側からピラー中間屈曲部を経て上記ピラー上部の上下中間位置まで、ピラーの軸線方向に沿ってリィンフォースメントが設置されたフロントピラー構造において、
上記リィンフォースメントとの上端を、水平ないしはそれよりも若干前下がりのカット面に形成したことを特徴とするオープンカーのフロントピラー構造。
【請求項２】
上記請求項１に記載のオープンカーのフロントピラー構造において、
上記カット面の前端と後端が水平方向に同一高さ位置に形成したオープンカーのフロントピラー構造。
【請求項３】
上記請求項１に記載のオープンカーのフロントピラー構造において、
上記カット面を前後方向にほぼＶ字状に形成したオープンカーのフロントピラー構造。
【請求項４】
上記請求項１ないし３に記載のオープンカーのフロントピラー構造において、
上記ピラー上部には、上記リィンフォースメントの上端の直上位置に、フロントピラーに上方から作用する荷重に対して曲げ変形する易変形部を設けたオープンカーのフロントピラー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオープンカーのフロントピラー構造、特にピラーの上下中間に位置する屈曲部の剛性を強化したフロントピラー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、一般に、オープンカーのフロントピラーＰは、車体側面のフェンダーパネルＦの後縁に沿ってほぼ垂直に起立するピラー下部Ｐ１と、その上端から屈曲して後斜め上方へ後傾姿勢で立ち上がるピラー上部Ｐ２とでほぼく字状に形成されている。ところでオープンカーのフロントピラーＰは、上端が固定のルーフに結合されずに自由端となっているので、ピラー上部Ｐ２は上方からの荷重に対して中間屈曲部Ｐ３から倒れやすい。万一、車両が転覆した場合を想定すると、地面からの反力でピラー上部Ｐ２が車室側へ倒れ込み、地面と車体間に必要な空間が確保できないおそれがある。そこでフロントピラーＰは、中間屈曲部Ｐ３の剛性を強化することが行なわれている。
【０００３】
図６、図７は従来のフロントピラーの一例を示すもので、フロントピラーＰは、車外側のアウタパネル１と、車内側のインナパネル２とで閉断面構造をなす。そして閉断面内には、中間屈曲部Ｐ３を中心にピラー下部Ｐ１側からピラー上部Ｐ２の上下中間位置かけてピラー軸線方向に沿ってほぼく字状に金属厚板からなるリィンフォースメント３Ａが設けられている。リィンフォースメント３Ａの上端位置は、前席着座者の頭部よりも上方位置とすることが望ましい。リィンフォースメント３Ａは前縁の結合フランジ３１および後縁の結合フランジ３２がそれぞれ、アウタパネル１とインナパネル２の前縁および後縁の結合部に一体に結合され、ピラー断面を車幅方向に仕切るように設置されている。リィンフォースメント３Ａの上端はピラー上部Ｐ２の軸線方向に対してほぼ直交するカット面３０を備えている。図６の４はインナパネル２の屈曲部内面に重ね合わせてこれを補強する補助板である。
【０００４】
ところで従来のフロントピラー構造の車両において、万一、車両が転覆してフロントピラーＰの上端が地面に衝突すると、ピラーの上端付近の非補強部Ｐ２１が大きな衝突荷重Ｓで後方へ屈曲変形する。これにより衝突荷重Ｓの一部が吸収されるものの衝突荷重Ｓが大きいとリィンフォースメント３Ａの上端にも荷重Ｓ１が作用する。この場合、荷重Ｓ１はリィンフォースメント３Ａの上端位置、特にカット面３０の最も高い位置にある前端３３側に集中的に作用し、荷重集中位置とフロントピラーＰの中間屈曲部Ｐ３の屈曲中心との距離がかなり長いので中間屈曲部Ｐ３には大きな曲げモーメントが作用して中間屈曲部Ｐ３が屈曲してピラー上部Ｐ２が後方へ倒れ込むおそれがある。
この対してリィンフォースメント３Ａの板厚を厚くすることが考えられるが、重量およびコストが増加すると言った問題が生じる。
【０００５】
また従来の他のフロントピラーの補強構造として、下記特許文献１に記載されたように、ピラー閉断面内に長手方向に沿ってパイプ状の補強部材を設けることが提案されている。特許文献１では固定ルーフのある車両のフロントピラーおよびルーフサイドレールにかけてパイプ状の補強部材で補強することが記載されているが、しかしながらフロントピラーの閉断面内にパイプ状の補強部材を設けるのは取付構造が複雑となり、作業工程および生産コストが増加する。
【特許文献１】特開２００３−１１８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、構造簡素で、作業工程およびコストの増加がなく、フロントピラーに作用する上方からの荷重に対して中間屈曲部が変形せず、剛性の高いオープンカーのフロントピラー構造を実現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】
【０００７】
本発明は、アウタパネルとインナパネルとで閉断面をなし、車体側面に沿ってほぼ垂直に起立するピラー下部と、ピラー下部の上端から屈曲して後斜め上方へ傾斜するピラー上部とで構成されたオープンカーのフロントピラーであって、上記閉断面内には、上記ピラー下部側からピラー中間屈曲部を経て上記ピラー上部の上下中間位置まで、ピラーの軸線方向に沿ってリィンフォースメントが設置されたフロントピラー構造において、上記リィンフォースメントとの上端を、水平ないしはそれよりも若干前下がりのカット面に形成する（請求項１）。
リィンフォースメントの上端のカット面をほぼ水平ないしは前下がりとしたから、上からの荷重をリィンフォースメントのカット面の前端側と後端側とに分散させつつ受けられピラーの中間屈曲部に作用する曲げモーメントを軽減することができ、もってピラーの中間屈曲部からの倒れ変形を効果的に防止することができる。
【０００８】
上記カット面の前端と後端が水平方向に同一高さ位置に形成する（請求項２）。
上記カット面を前後方向にほぼＶ字状に形成する（請求項３）。
リィンフォースメントの上端のカット面の前端および後端の２点で確実に上記荷重を受けさせることができる。
【０００９】
上記ピラー上部には、上記リィンフォースメントの上端の直上位置に、フロントピラーに上方から作用する荷重に対して曲げ変形する易変形部を設ける（請求項４）。
荷重によりピラー上端部を後方へ倒れ変形させて衝撃を吸収させ、リィンフォースメントのカット面の前端および後端に作用する荷重を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図５に示したオープンカーのフロントピラーに本発明を適用した実施形態を説明する。フロントピラー(以下、単にピラーという)Ｐは、車体の側面に沿ってほぼ垂直に起立するピラー下部Ｐ１と、その上端から屈曲して後斜め上方へ後傾するピラー上部Ｐ２とでほぼく字状に形成してある。図１ないし図３に示すように、ピラーＰは、アウタパネル１とインナパネル２とで閉断面構造をなす。
【００１１】
アウタパネル１は金属厚板からなる下部アウタパネル１ａと、これとは別の金属薄板から上部アウタパネル１ｂとを中間屈曲部付近で上下に連結してある。ほぼ垂直起立状に延びる下部アウタパネル１ａはその幅が広く形成してあり、その上端が後斜め上方へ向かい、かつ先端方向へ漸次幅が狭くしてある。下部アウタパネル１ａの先端縁には上部アウタパネル１ｂの下端縁が衝き合わせて溶接してあり、上部アウタパネル１ｂは下部アウタパネル１ａとの結合部よりも若干幅の狭い形状で、上方かつ後方へ傾斜状に延設してある。
アウタパネル１は全体に車内側へ向けて開口する断面ハット形に形成してあり、前縁および後縁にはそれぞれ結合フランジ１１，１２を備えている。
【００１２】
インナパネル２は金属厚板からなる下部インナパネル２ａと、金属薄板から上部インナパネル２ｂとが中間屈曲部付近で上下に連結してあり、中間屈曲部において下部インナパネル２ａの上端と上部インナパネル２ｂとの下端とが重ね合わせて溶接してあり、アウタパネル１とほぼ同一の外形形状を有する。
インナパネル２は全体にアウタパネル１に対応して、車外側へ向けて開口する浅い断面ほぼハット形に形成してあり、前縁および後縁にそれぞれ結合フランジ２１，２２が設けてある。
【００１３】
またインナパネル２には、下部インナパネル２ａの上端と上部インナパネル２ｂの下端とを重ね合わせて結合した中間屈曲部の車外側の内面に沿って補助板４を重合結合して補強してある。
【００１４】
アウタパネル１とインナパネル２は前縁の結合フランジ１１，２１どうし、および後縁の結合フランジ１２，２２どうしを重ね合わせて溶接してある。
そして、ピラーＰの閉断面内部には、ピラーＰの軸線方向に沿ってピラー下部Ｐ１から中間屈曲部Ｐ３を経てピラー上部Ｐ２の上下中間位置へ延びるリィンフォースメント３が設けてある。
【００１５】
リィンフォースメント３はアウタパネル１およびインナパネル2と同様に厚い金属板で、その断面形状はアウタパネル１の内面に沿うように車内側へ開口する断面ほぼコ字状をなし前縁部および後縁部にはそれぞれ結合フランジ３１，３２が形成してある。
【００１６】
ピラー上部Ｐ２に沿って上方へ傾斜状に延びるリィンフォースメント３の上端の
カット面３０は、ピラーＰ内部に設置された状態で、カット面３０の前端３３と後端３４と水平方向に同一高さ位置となるように形成してある。
後端３４の高さ位置は、車体の前席に着座した乗員の頭部位置よりも上方位置に設定してあり、従来構造とほぼ同一高さとしてある。これと水平位置とした前端３３は従来構造よりも低く設定してある。
更に、カット面３０は前後中間部が前端３３および後端３４よりも低くなるようにＶ字状に形成してある。
【００１７】
リィンフォースメント３は前縁の結合フランジ３１および後縁の結合フランジ３２がアウタパネル１とインナパネル２の前縁および後縁の結合フランジ１１，２１，１２，２２間で挟み込まれ一体に溶接されて、ピラーＰの閉断面を車幅方向に仕切るように設けてある。尚、図４はリィンフォースメント３のカット面３０に対応する位置でピラー上部Ｐ２をその軸方向に対して直交する断面を示すもので、後縁の結合フランジ３２が両パネル１，２の後縁の結合フランジ１２，２２間に挟み込まれ一体に溶接されている。
中間屈曲部Ｐ３より下方へ延びるリィンフォースメント３の下端は後方かつ先端へ向けて漸次幅が狭く形成してあり、幅広のピラー下部Ｐ１では中間屈曲部Ｐ３下方の後縁沿いを補強するようにしてある。
【００１８】
また、ピラー上部Ｐ１にはリィンフォースメント３の直上位置に、上部インナパネル２ｂの表面に易変形部たる断面凹状のビード５がピラー軸線方向に対して直交方向に形成してある。これによりピラー上端に作用する荷重で、リィンフォースメント３上方のピラー上端部が容易に後傾変形し、この変形で衝撃を吸収させるようにしてある。
【００１９】
本実施形態によれば、図１に示すように、万一、車両が転覆した時にピラー上端が地面に当ってピラー上端に大きな衝突荷重Ｓが作用すると、リィンフォースメント３上方のピラー非補強部Ｐ２１がビード５を中心にその周辺から後方へ屈曲変形するので荷重の一部が吸収され、続いてほぼ水平位置に設けたリィンフォースメント３のカット面３０の後端３４および前端３３の２点に、ピラー非補強部Ｐ２１の変形で吸収緩和しきれなかった荷重が分散されつつ、ほぼ同時かあるいは後端３４側から前端３３側へ順に先に作用（図１の矢印Ｓ２，Ｓ３）することとなる。
【００２０】
この場合、カット面３０の後端３４および前端３３にかかる荷重Ｓ２，Ｓ３は分散され、いずれも従来構造の前端３３に集中的に作用する荷重Ｓ１(図７)よりも小さい。尚、荷重Ｓ２，Ｓ３の和はＳ１と同等である。
また本発明のリィンフォースメント３は前端３３の高さ位置を低くしたので、中間屈曲部Ｐ３の屈曲中心点から前端３３までの距離Ｌ１が従来構造の距離Ｌよりも小さくなる。一方、上記屈曲中心点から後端３４までの距離Ｌ２も従来構造の距離Ｌと同じか小さい。
【００２１】
このように前端３３および後端３４の２点で分散された荷重Ｓ２，Ｓ３を受けるようになしたリィンフォースメント３の中間屈曲部に作用する曲げモーメントは、前端３３側の荷重Ｓ３と距離Ｌ１の積と、後端３４側の荷重Ｓ２と距離Ｌ２の積との和から算出される。
ここで従来構造のリィンフォースメント３Ａに作用する曲げモーメントと比較すると、本発明のリィンフォースメント３は、下記数１から従来の前縁部上端３３で集中的に荷重Ｓ１を受ける構造に比べて、後方へ倒れ変形する曲げモーメントを低減することができ、荷重に対して後傾変形しない剛性の高いリィンフォースメントとなり、ピラーＰの中間屈曲部Ｐ３を効果的に強化できる。
リィンフォースメント３の両縁部上端３３，３４の高さ位置は乗員の頭部よりも高い位置に設けてあり、車両転覆時にリィンフォースメント３の両縁部上端３３，３４で変形することで乗員の生存空間を確保できる。
（数１）
Ｓ３・Ｌ１＋Ｓ２・Ｌ２  ＜  Ｓ１・Ｌ
【００２２】
また、リィンフォースメント３はカット面３０の前端３３と後端３４との間でＶ字状に形成したので、前端３３と後端３４の２点で確実に分散された荷重Ｓ３，Ｓ２を受けることができる。これに限らず、カット面３０を前端３３と後端３４とが水平同一高さとなるように水平直線状にしてもよいが、荷重を２点に分散させる点においてＶ字状が望ましい。
またリィンフォースメント３ではカット面３０の前端３３と後端３４とを水平方向に同一高さとしたが、前端３３を後端３４よりも若干低くめに設置してもよい。これによれば屈曲部Ｐ３中心点からの距離Ｌ１を更に小さくでき曲げモーメントの軽減効果を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用したフロントピラー構造を示す側面である。
【図２】上記フロントピラー構造の分解斜視図である。
【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】本発明を適用するオープンカーのフロントピラーを示す側面図である。
【図６】従来のフロントピラー構造を示す分解斜視図である。
【図７】図１に対応する従来のフロントピラーの側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｐ  フロントピラー
Ｐ１  ピラー下部
Ｐ２  ピラー上部
Ｐ３  中間屈曲部
Ｐ２１  非補強部
１  アウタパネル
２  インナパネル
３  リィンフォースメント
３０  カット面
３３  前端
３４  後端
５  ビード(易変形部)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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