JP2018008605A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内のスペースを広く確保しつつ、前面衝突時の衝撃吸収性能も確保する。
【解決手段】ダッシュパネル３０に車両幅方向の中央において車両の前方へ向けて突出する突出部３２を設け、突出部３２の前方で車室外のスペースに、前方からの衝撃を受けて変形する変形部材（空調ユニット４２）を配置し、衝撃を吸収する。また、突出部３２が変形することでも、衝撃を吸収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

特許文献１には、車室フロア上の車幅方向中心部に設置された運転席シートと、側面視で運転席シートの後方部と重複するとともに、平面視で運転席シートを左右から挟むように配設された一対の後席シートとを備えた自動車の車体構造が開示されている。

特開２００８−３０５１７号公報

車室内において、運転席をより車両前方側に配置すれば、運転席の後方のスペースを広く確保できる。

ところで、車両の前部には、前方からの衝撃を車両前後方向の変形により吸収するクラッシャブルエリアが設けられることが多い。この場合、単に運転席を車両前方側に配置すると、クラッシャブルエリアのストロークが短くなる。

すなわち、車室内のスペースを広く確保しつつ、前面衝突時の衝撃吸収性能も確保する点では改善の余地がある。

上記事実を考慮し、車室内のスペースを広く確保しつつ、前面衝突時の衝撃吸収性能も確保することが本願の目的である。

第一の態様では、車両の前部において車両幅方向に延在して車室内と車室外とを仕切るダッシュパネルと、前記ダッシュパネルを、前記車両幅方向の中央で前記車両の前方へ向けて突出させた突出部と、前記突出部の前方で前記車室外のスペースに配置され前記前方からの衝撃を受けて変形する変形部材と、を有する。

ダッシュパネルを、車両の前方側へ突出させた突出部を有するので、突出部がないダッシュパネルを有する車両前部構造と比較して、車室内のスペースを広く確保できる。

突出部の前方では、車室外のスペースに、変形部材が配置されている。前面衝突時には、車両の前方からの荷重により、変形部材が変形する。したがって、変形部材が配置されていない車両前部構造を有する車両と比較して、前面衝突時の衝撃吸収性能を高く確保できる。

第二の態様では、第一の態様において、前記車室内において前記突出部の後方に配置される座席を有する。

突出部は、車室内から見ると車両の前方側へとダッシュパネルが凹む凹部である。突出部の後方に配置された座席では、凹部によって、座席の前方側に空間が確保できる。

第三の態様では、第二の態様において、前記突出部における前記車両の後方側の内寸幅が、前記突出部の後方に配置される前記座席の幅より広い。

これにより、座席の前方側において、凹部によって生じた空間の幅を広く確保できる。たとえば、この座席に着座した乗員（着座者）の足元スペースを広く確保できる。

第四の態様では、第一〜第三のいずれか一つの態様において、前記車室内を空調する空調ユニットを備え、前記空調ユニットが、前記変形部材を兼ねる。

空調ユニットが変形部材を兼ねるので、あらたに変形部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制できる。

第五の態様では、第四の態様において、前記車両の前部において車両前後方向に延在され車両幅方向で左右一対の車両骨格部材を備え、前記空調ユニットが、左右一対の前記車両骨格部材に架け渡されて取り付けられる取付部材と、前記取付部材に設けられる空調ユニット本体及び凝縮器と、を有する。

空調ユニット本体部と凝縮器とが取付部材に設けられた状態で、この取付部材を車両骨格部材に取り付けるので、車両に対する空調ユニットの取り付けが容易である。

また、左右一対の車両骨格部材に取付部材を架け渡すので、安定的に空調ユニットを車両に取り付けできる。空調ユニットは左右一対の車両骨格部材の間に位置するので、前方からの衝撃を確実に受けることが可能である。

第六の態様では、第五の態様において、前記取付部材と前記空調ユニット本体とが一体である。

取付部材と空調ユニット本体とが別体の構造と比較して、部品点数が少ない。

第七の態様では、第六の態様において、前記空調ユニット本体と前記凝縮器とが前記車両幅方向に並べて配置される。

凝縮器の前方側および後方側に空調ユニット本体が位置しない。このため、凝縮器の前方側および後方側に空調ユニット本体が位置する構造と比較して、凝縮器に車両の走行風を効果的に当てることができる。

本願の技術によれば、車室内のスペースを広く確保しつつ、前面衝突時の衝撃吸収性能も確保できる。

本発明の第一実施形態の車両前部構造を有する車両を示す平面図である。 本発明の第一実施形態の車両前部構造を有する車両を示す側面図である。 本発明の第一実施形態の車両前部構造における空調ユニットを示す斜視図である。 本発明の第一実施形態の車両前部構造を有する車両及び比較例の車両前部構造を有する車両の前面衝突時の状態をそれぞれ示す説明図である。 本発明の第一実施形態の車両前部構造を有する車両及び比較例の車両前部構造を有する車両の前面衝突時の変形ストロークと荷重との関係を定性的に示すグラフである。

本発明の第一実施形態の車両前部構造について、図面を参照して説明する。各図面において、車両前方を矢印ＦＲで、車両幅方向右側を矢印ＲＨで、車両上方を矢印ＵＰで示す。

図１及び図２に示すように、車両前部構造１２を備えた車両１４は、フロアパネル１６の下方で、且つ後輪２２の近傍に搭載されたモータ１８を有している。また、フロアパネル１６の下方で、且つ前輪２０と後輪２２の間には、バッテリ２４が配置されている。モータ１８は、バッテリ２４から電力供給を受けて駆動される。そして、車両１４は、モータ１８の駆動力が後輪２２に伝えられることで走行する。このように、車両１４は、モータ１８の駆動力で走行するため、エンジンを搭載する必要はない。

車両１４は、一対のフロントサイドメンバ２６を有している。フロントサイドメンバ２６は、車両１４の前部１４Ｆにおいて、車両前後方向（矢印ＦＲ方向及びその反対方向）にそれぞれ延在されている。フロントサイドメンバ２６は、車両幅方向（矢印ＲＨ方向及びその反対方向）では、中心線ＣＬに対し対称の構造である。フロントサイドメンバ２６は、車両の骨格を構成する車両骨格部材の一例である。車両１４を平面視して、フロントサイドメンバ２６は、前輪２０における左右一対のホイールハウス２８の間に位置している。

図１に示すように、車両１４の前部１４Ｆには、ダッシュパネル３０が配置されている。ダッシュパネル３０は、全体として車両幅方向に延在する部材であり、車両１４の内部において、車室１４Ｒと、この車室よりも前方側に位置する前方スペース１４Ｓとの間に位置している。前方スペース１４Ｓは、車室１４Ｒの外部の、すなわち車室外のスペースである。

ダッシュパネル３０の車両幅方向の両端部はそれぞれフロントサイドメンバ２６に、図示しないブラケット等を介して、あるいは溶接等により接合されている。

ダッシュパネル３０における車両幅方向中央には、車両前方に向けて突出する突出部３２が形成されている。

図１に示すように、ダッシュパネル３０は、車両１４を平面視して、前輪２０のホイールハウス２８の間に位置している。そして、ダッシュパネル３０の突出部３２も、ホイールハウス２８の間に位置している。

このように、ダッシュパネル３０には突出部３２が形成されているので、車室１４Ｒ内から前方へ向かってダッシュパネル３０を見ると、突出部３２の部位は車両前方側に凹む凹部６０が形成されている。

車室１４Ｒの内部には、複数のシート３４が配置されている。本実施形態では、車両前方側から４つのシート列３６が配置されている。以下では、これらのシート列３６を、車両前方側から、第一列３６Ａ、第二列３６Ｂ、第三列３６Ｃ及び第四列３６Ｄとして適宜区別する。

第一列３６Ａは１つのシート３４Ａを有している。このシート３４Ａは、車両幅方向の中央に配置されている。車室１４Ｒには、ダッシュパネル３０の凹部６０の対応する位置に、ステアリングホイール３８やアクセルペダル４０等の操作部材が配置されている。シート３４Ａに着座した乗員は、これらの操作部材を操作することで、車両１４に対する運転操作を行うことが可能である。すなわち、本実施形態では、シート３４Ａは運転席である。ただし、たとえば、運転が自動化された車両の場合には、運転が不要であるので、シート３４Ａは運転席として機能させる必要はない。

また、このシート３４Ａは、突出部３２の後方に配置される座席の一例である。図１に示すように、突出部３２における車両後方側の内寸幅Ｗ１は、シート３４Ａの最大幅Ｗ２よりも広い。

第二列３６Ｂは、２つのシート３４Ｂを有している。これらのシート３４Ｂは、車両幅方向に離間して、且つ中心線ＣＬに対し対称の位置に配置されている。すなわち、第二列３６Ｂの２つのシート３４Ｂはいずれも、車両幅方向では第一列３６Ａのシート３４Ａと異なる位置にある。このため、図２に示すように、車両を側面視したとき、車両前後方向でシート３４Ｂをシート３４Ａに接近して配置しても、シート３４Ｂの前方側には、着座者の足元スペースを広く確保できる。

第三列３６Ｃは、１つのシート３４Ｃを有している。このシート３４Ｃは、車両幅方向の中央に配置されている。このため、車両を側面視したとき、車両前後方向でシート３４Ｃをシート３４Ｂに接近して配置しても、シート３４Ｃの前方側には、着座者の足元スペースを広く確保できる。

第四列３６Ｄは、２つのシート３４Ｄを有する。これらのシート３４Ｄは、車両幅方向で接して、且つ中心線ＣＬに対し対称の位置に配置されている。このため、車両を側面視したとき、車両前後方向でシート３４Ｃをシート３４Ｂに近づけて配置しても、シート３４Ｃの前方側には、着座者の足元スペースを広く確保できる。しかも、２つのシート３４Ｄを車両幅方向で接して配置しているので、車室１４Ｒの後部の幅が狭い場合でも、２つのシート３４Ｄを車両幅方向に並べて配置できる。

前方スペース１４Ｓには、突出部３２の前方側の位置に、空調ユニット４２が配置されている。

図３に詳細に示すように、空調ユニット４２は、取付部材４４、空調ユニット本体４６及びコンデンサ４８を有している。

取付部材４４は、車両幅方向及び上下方向に延在する略板状の部材である。取付部材４４は、複数の取付片５０を有している。図３に示す例では、取付片５０は４つであり、上下方向に離間すると共に、車両幅方向外側に向けて突出している。取付部材４４はたとえばフロントサイドメンバ２６の間に架け渡された状態で、これらの取付片５０により、ボルト等を用いて車体に取り付けられる。

本実施形態では、図１に示すように、車両前後方向では、空調ユニット４２は、ダッシュパネル３０の突出部３２から離間している。ダッシュパネル３０や、その上部に位置するインストルメントパネル（図示省略）は、車室１４Ｒ内への窓移りを抑制する観点から、黒色あるいは黒に近い色とされることがある。ダッシュパネル３０やインストルメントパネルが日射等により熱を吸収しても、空調ユニット４２はダッシュパネル３０から離間しており、この熱が伝わりにくい位置にある。

空調ユニット本体４６とコンデンサ４８とは、車両幅方向に並べて配置されている。空調ユニット本体４６には、複数の空調配管５２が接続されており、ブロアモータ５４の駆動等により、車室１４Ｒの内部あるいは外部から空気が導入される。そして、導入された空気の温度を調整して、車室１４Ｒの内部に送出することができる。

空調ユニット本体４６のケース４６Ｃは、たとえば樹脂製であり、取付部材４４と一体成形されている。換言すれば、ケース４６Ｃを車両幅方向に延長して取付部材４４を形成し、この延長部分である取付部材４４を活用して、空調ユニット本体４６を車両骨格部材に取り付けた構造である。

取付部材４４には、空調ユニット本体４６の横位置に、取付孔５６が形成されている。コンデンサ４８は、この取付孔５６に入り込むようにして、ボルト等により取付部材４４に取り付けられている。

空調ユニット本体４６とコンデンサ４８とは冷媒配管５８で接続されており、コンデンサ４８は、空調ユニット本体４６から送られた冷媒蒸気を凝縮（液化）する。そして、液化された冷媒が空調ユニット本体４６に戻される。

コンデンサ４８は、取付部材４４の取付孔５６に取り付けられており、車両前方側及び車両後方側に露出している。また、コンデンサ４８の近傍では、車両前方側及び車両後方側に他の部材が配置されていない。このため、コンデンサ４８に対し車両前方側から車両後方側への空気の流れが生じやすく、しかも、空気に対して効率的な熱の授受が可能である。

空調ユニット４２は、車両１４に対し前方側から衝撃が作用すると、変形によりこの衝撃を吸収できる構造である。特に、空調ユニット４２は、上記したように取付部材４４と空調ユニット本体４６とが一体成形されているので、取付部材４４と空調ユニット本体４６とが変形し、衝撃を吸収できる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態の車両前部構造１２を有する車両１４では、ダッシュパネル３０が突出部３２を有する。この突出部３２は、車室１４Ｒ内から見て、車両１４の前方側へ凹む凹部６０である。このため、突出部がないダッシュパネルを備えた車両と比較して、車室内を広く確保できる。たとえば、車両１４の全体的なサイズ（たとえば全長）を小さくした構造であっても、車室１４Ｒ内を広く確保できる。車両１４のサイズを小さくすることで、車両１４の軽量化にも寄与できる。

図１に示すように、突出部３２の後方にシート３４Ａを配置すれば、シート３４Ａの前方側には凹部６０が存在するので、この凹部６０を、シート３４Ａの着座者の足元スペースとして広く確保できる。シート３４Ａが運転席の場合には、たとえば、凹部６０を、アクセルペダル４０を配置するスペースとして用いることも可能である。

特に、突出部３２における車両後方側の内寸幅Ｗ１は、シート３４Ａの最大幅Ｗ２よりも広い。このため、シート３４Ａの着座者のたとえば脚部を収容するスペースとして、十分な広さを確保できる。また、凹部６０にアクセルペダル４０等を配置した構造では、アクセルペダル４０の操作が容易である。

もちろん、突出部３２の車両後方側にシートが配置されていない構造であっても、突出部３２をダッシュパネル３０に設けることで、車室１４Ｒ側に凹部６０が存在するので、車室１４Ｒ内のスペースを広く確保できる。

第二列３６Ｂのシート３４Ｂは、車両幅方向で第一列３６Ａのシート３４Ａと異なる位置にあるので、シート３４Ｂの前方側に、着座者の足元スペースを広く確保できる。第三列３６Ｃのシート３４Ｃ、第四列３６Ｄのシート３４Ｄについても同様に、足元スペースを広く確保できる。

車両１４に対し、前方から衝撃が作用すると、車両１４の前部１４Ｆが変形して、この衝撃を吸収する。特に、本実施形態の車両前部構造１２では、変形部材を兼ねる空調ユニット４２が設けられているので、前方から作用した衝撃により、空調ユニット４２も変形し、この衝撃を吸収できる。なお、本実施形態の車両前部構造１２では、ダッシュパネル３０に突出部３２が設けられているので、この突出部３２が変形することでも、衝撃の吸収が可能である。

ここで、図４には、比較例の車両前部構造８２を有する車両８４と、本実施形態の車両前部構造１２を有する車両１４における前面衝突の状態が示されている。比較例の車両８４は、前部８４Ｆにエンジン８６が搭載された車両である。また、この車両８４のダッシュパネルには、本実施形態に係る突出部３２（図１参照）に相当する部位は形成されていない。ただし、たとえば比較例の車両８４におけるフロントサイドメンバの構造等は、本実施形態の車両１４のフロントサイドメンバ２６と同様の構造を採りうる。

さらに、図５には、車両８４、１４に対し前方から衝撃が作用した場合の、変形ストロークＳと荷重Ｆの関係が例示されている。図５において、上側のグラフが比較例の車両８４に、下側のグラフが本実施形態の車両１４に対応する。

比較例の車両８４と、本実施形態の車両１４とでは、前方からの衝撃に対する車両前部の変形ストロークＳ３は同じになるよう設定されている。また、比較例の車両８４と、本実施形態の車両１４とでは、この変形により吸収できるエネルギー量も同じになるよう設定されている。このエネルギー量は、図５のグラフのそれぞれにおいて、曲線Ｇ−１、Ｇ−２と横軸との間の面積（力学的な仕事）として現れる。

比較例の車両８４では、変形前期において、前部８４Ｆのうち、エンジン８６よりも前方側の領域（図４に示す領域Ｅ−１）が主に変形する。変形ストロークが所定量Ｓ１に達すると、領域Ｅ−１は変形しづらくなる。また、エンジン８６が搭載されている領域Ｅ−３は変形しづらい。したがって、変形後期では、前部８４Ｆのうち、エンジン８６よりも後方側の領域（図４に示す領域Ｅ−２）が主に変形して荷重Ｆが増加し、グラフの曲線Ｇ−１における荷重漸増区間Ｚ−１が現れる。実質的な変形ストロークＳ３は、エンジン８６よりも前方側の変形ストロークＳ１と、後方側の変形ストロークＳ２の和となる。そして、変形後期において、荷重は最大値ＳＭ−１に達する。

これに対し、本実施形態の車両１４では、前方から作用した衝撃によって、空調ユニット４２よりも前方側の（図４に示す領域Ｆ−１）が主に変形するが、その後、空調ユニット４２と、この空調ユニット４２が設けられた領域（図４に示す領域Ｆ−２）も変形する。グラフの曲線Ｇ−２では、荷重漸増区間Ｚ−２が現れる。

図５における上下のグラフを比較すれば分かるように、本実施形態において領域Ｆ−２が変形し始めるときの変形ストロークＴ１は、比較例の車両１４において領域Ｅ−２が変形し始めるときの変形ストロークＳ１よりも短い。換言すれば、本実施形態の車両１４では、比較例の車両８４よりも早いタイミングで荷重Ｆが増加する。そして、曲線Ｇ−２における荷重漸増区間Ｚ−２も、比較例の荷重漸増区間Ｚ−１より早いタイミングで現れる。その後、領域Ｆ−２が主に変形し、設定された変形ストロークＳ３に達する。

比較例の車両８４と、本実施形態の車両１４とは、変形により吸収できるエネルギー量は同じに設定されている。本実施形態の車両１４では、荷重Ｆが増加するタイミング（グラフにおける荷重漸増区間Ｚ−２）が比較例の車両８４より早いため、比較例の車両８４と同じエネルギー量を得るために、荷重の最大値ＳＭ−２は小さくて済む。すなわち、本実施形態の車両前部構造１２を備えた車両１４では、比較例の車両８４と比較して、前面衝突における衝撃吸収性能が高い。

変形部材としては、空調ユニット４２に限定されない。たとえば、空調ユニット４２とは別体の変形部材を設けてもよい。上記では、変形部材の一例として、空調ユニット４２を挙げた。すなわち、空調ユニット４２が、前面衝突時に変形して衝撃吸収する部材を兼ねている構造である。このため、変形部材が空調ユニット４２と別体である構造と比較して、部品点数の増加を抑制できる。

上記実施形態では、空調ユニット４２は、取付部材４４によって、フロントサイドメンバ２６に架け渡されて取り付けられている。したがって、空調ユニット４２の空調ユニット本体４６やコンデンサ４８を車両骨格部材に対しを安定的に支持できる。

取付部材４４と空調ユニット本体４６とは別体であってもよいが、上記実施形態では、取付部材４４と空調ユニット本体４６とは一体である。このため、取付部材４４と空調ユニット本体４６とが別体の構造と比較して、部品点数が少ない。しかも、取付部材４４に荷重が作用して変形する場合に、この荷重の一部を取付部材４４から空調ユニット本体４６に直接的に作用させて、空調ユニット本体４６を効果的に変形させることも可能である。

空調ユニット本体４６とコンデンサ４８とは、車両前後方向に並べて配置してもよいが、上記実施形態では、空調ユニット本体４６とコンデンサ４８とは、車両幅方向に並べて配置されている。すなわち、コンデンサ４８よりも車両前方側や車両後方側には空調ユニット本体４６が存在しない構造である。これにより、車両前方側や車両後方側には空調ユニット本体４６が存在する構造と比較して、コンデンサ４８に向かう走行風の流れが阻害されない。コンデンサ４８に走行風を効果的に当てることができるので、空調ユニット４２の空調性能を、高く発揮させることが可能である。

空調ユニット４２は、ダッシュパネル３０の突出部３２から離間しており、ダッシュパネル３０やインストルメントパネルの熱が伝わりにくい。したがって、空調ユニット４２の不用意な温度上昇を抑制でき、特に、駆動開始から短時間で空調性能を高く発揮することが可能である。

上記実施形態では、車両として、モータ１８の駆動力で走行する車両１４を挙げたが、エンジンの駆動力で走行する車両であっても、前方側スペースに所定の広さがあれば、ダッシュパネル３０に突出部３２を形成することが可能である。

１２ 車両前部構造
１４ 車両
１４Ｒ 車室
１４Ｓ 前方スペース（車室外）
２４ バッテリ
３０ ダッシュパネル
３２ 突出部
３４Ａ シート（座席）
４２ 空調ユニット（変形部材）
４４ 取付部材
４６ 空調ユニット本体
４８ コンデンサ（凝縮器）

Claims (7)

1. 車両の前部において車両幅方向に延在して車室内と車室外とを仕切るダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルを、前記車両幅方向の中央で前記車両の前方へ向けて突出させた突出部と、
   前記突出部の前方で前記車室外のスペースに配置され前記前方からの衝撃を受けて変形する変形部材と、
   を有する車両前部構造。
2. 前記車室内において前記突出部の後方に配置される座席を有する請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記突出部における前記車両の後方側の内寸幅が、前記突出部の後方に配置される前記座席の幅より広い請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記車室内を空調する空調ユニットを備え、
   前記空調ユニットが、前記変形部材を兼ねる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両前部構造。
5. 前記車両の前部において車両前後方向に延在され車両幅方向で左右一対の車両骨格部材を備え、
   前記空調ユニットが、
   左右一対の前記車両骨格部材に架け渡されて取り付けられる取付部材と、
   前記取付部材に設けられる空調ユニット本体及び凝縮器と、
   を有する請求項４に記載の車両前部構造。
6. 前記取付部材と前記空調ユニット本体とが一体である請求項５に記載の車両前部構造。
7. 前記空調ユニット本体と前記凝縮器とが前記車両幅方向に並べて配置される請求項５又は請求項６に記載の車両前部構造。

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