JP2021098454A - 車両構造 - Google Patents

Abstract

【課題】補強部材が車室のフロア部において大きく嵩張るなどの不具合がなく、車両の前突の発生時にダッシュパネルのフロアトンネル部の前端開口部付近が車室内側に大きく進入することを適切に防止または抑制可能な車両構造を提供する。【解決手段】フロアトンネル部７の前端開口部７０が形成されているダッシュパネル２と、このダッシュパネル２よりも車両前方側の位置から車両後方側の位置にわたって車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ３と、を備えている、車両構造Ｂであって、フロアトンネル部７の前端開口部７０の縁部のうち、上下高さ方向に延びる左右の両側縁部７１ａの少なくとも一方の稜線Ｌａを覆うようにしてダッシュパネル２に接合され、かつ一端部５ｂが各フロントサイドメンバ３に接合されている補強部材５を、さらに備えている。【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車などの車両構造に関する。

車両構造としては、たとえば特許文献１に記載されているように、ダッシュパネルと、左右一対のフロントサイドメンバとを備えた構造がよく採用されている。ダッシュパネルは、車両前部のエンジンルームとその車両後方側に位置する車室とを区画する部材であり、上下高さ方向に起立している。このダッシュパネルの下部寄り領域には、フロアトンネル部の前端開口部が形成される。フロアトンネル部は、たとえば排気マフラを通すために設けられる。一方、左右一対のフロントサイドメンバは、車両骨格部材であり、車幅方向に間隔を隔てて位置し、かつダッシュパネルの車両前方側の位置から車両後方側の位置にわたって車両前後方向に延びている。具体的には、一対のフロントサイドメンバは、エンジンルームの両サイドの位置から車室のフロア部の下面側にわたって車両前後方向に延びている。

前記した車両構造においては、次に述べるように、解決すべき課題がある。

すなわち、車両の設計・製作に際しては、車両の前突が発生し、大きな衝突荷重が車両前方側から車両前部に入力した場合に、ダッシュパネルが車室内側に大きく押し込まれないようにし、乗員保護性能を高めることが要請される。また、車両がたとえば電気自動車の場合には、車室のフロア部の上側または下側に、大型のバッテリを搭載する構造がよく採用されるが、このような場合には、バッテリの保護を適切に図る観点からしても、車両の前突が発生した際に、ダッシュパネルが車室側に大きく押し込まれないようにすることがより強く要請される。
これに対し、従来においては、前記要請に応えるための手段として、たとえば前記した左右一対のフロントサイドメンバとは別に、車両前後方向に延びる左右一対の補強部材（インナメンバ）を用いて、これら一対の補強部材をフロア部の上部や下部に接合することにより、ダッシュパネルやフロア部を補強する手段が採用されている。また、このような手段に加え、フロアトンネルリインフォースをフロアトンネル部に接合し、フロアトンネル部を補強するなどの手段も採用されている。
しかしながら、このような手段を採用した場合、補強部材がフロア部の上側または下側において大きく嵩張る。このため、たとえばフロア部の上側または下側に、大型のバッテリを搭載する場合に、そのスペースを確保するのに苦慮する不具合を生じる。また、前記したような補強手段によれば、補強部材のサイズをかなり大きくする必要があるため、車両重量の大幅な増加や、生産コストの大幅な上昇をも招く。

なお、従来においては、特許文献２に記載されているように、ダッシュパネルに補強部材を直接接合する手段がある。
ところが、同文献に記載の手段によれば、ダッシュパネルのうち、フロアトンネル部の前端開口部よりも上側の領域を補強しているに過ぎない。このため、車両の前突が発生し、その衝突荷重がフロアトンネル部の前端開口部の近辺に入力した場合には、この部分が車室内側に進入することを効果的に防止することは困難なものとなっており、前記した不具合を適切に解消することはできない。

特開２００６−８８７９０号公報 特開２０１５−１３６９８８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、補強部材が車室のフロア部において大きく嵩張るなどの不具合を生じさせることなく、車両の前突が発生した際にダッシュパネルのフロアトンネル部の前端開口部付近が車室内側に大きく進入することを適切に防止または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、車室の前側の隔壁をなすように上下高さ方向に起立して設けられ、かつ下部寄り領域にフロアトンネル部の前端開口部が形成されているダッシュパネルと、前記フロアトンネル部よりも車幅方向両外方側に位置するように車幅方向に間隔を隔てた配置とされ、かつ前記ダッシュパネルよりも車両前方側の位置から車両後方側の位置にわたって車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、を備えている、車両構造であって、前記フロアトンネル部の前端開口部の縁部のうち、上下高さ方向に延びる左右の両側縁部の少なくとも一方の稜線を覆うようにして前記ダッシュパネルに接合され、かつ一端部が前記各フロントサイドメンバに接合されている補強部材を、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、車両の前突が発生することにより、車両前方側から車両前部に衝突荷重が入力し、ダッシュパネルに対してその荷重の一部が作用すると、その衝突初期においては、前記補強部材によって前記荷重を受けさせるとともに、その後の衝突中・後期においては、前記荷重を前記補強部材からフロントサイドメンバに伝達させ、このフロントサイドメンバにも荷重を負担させることができる。このため、車両の前突が発生した際の耐荷重性能（耐衝撃性能）を優れたものとすることができる。
第２に、前記した衝突荷重を、補強部材およびフロントサイドメンバに負担させるため、ダッシュパネルや車室のフロア部に衝突荷重が直接作用することを抑制し、ダッシュパネルが車室内側に大きく進入するように変形することを適切に防止または抑制することが可能である。したがって、乗員保護性能に優れたものとすることができる。また、たとえば電気自動車において、バッテリなどの機器を車室のフロア部の上側または下側に搭載した場合に、車両の前突が発生した際に前記機器に衝突荷重が強く作用することも回避可能となり、前記機器を保護する性能も優れたものとすることができる。
第３に、補強部材は、フロアトンネル部の前端開口部の縁部のうち、上下高さ方向に延びる左右の両側縁部の少なくとも一方の稜線を覆うようにしてダッシュパネルに接合されているため、ダッシュパネルが衝突荷重を受けた際に、前記稜線を起点として曲げ変形することも適切に抑制される。その結果、ダッシュパネルが車室内に進入することなどを、より徹底して防止することができる。
第４に、補強部材は、ダッシュパネルのフロアトンネル部の前端開口部の縁部、およびこの縁部からフロントサイドメンバに到る領域に設けられており、車室のフロア部にいて車両前後方向に長く延びて嵩張った状態に設ける必要はない。このため、車室のフロア部には、たとえばバッテリなどの所望の機器を搭載するためのスペースを大きな面積で確保することが容易に実現できる。

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。

（ａ）は、本発明に係る車両構造の一例を示す要部概略側面図であり、(ｂ)は、（ａ）の要部分解概略側面図である。 図１（ａ）に示す車両構造の要部概略底面図である。 （ａ）は、図１に示す車両構造の要部概略正面図（図１（ａ）の矢視IV図に相当）であり、（ｂ）は、（ａ）に示されているフロアトンネル部の前端開口部の要部拡大正面図である。 （ａ）は、図１（ａ）に示す車両構造の要部概略斜視図（車両下方側からの斜視図）であり、（ｂ）は、（ａ）の構造において補強部材を省略した状態の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〜図３に示す車両構造Ｂは、車両Ａの車室１０の前側の隔壁をなすダッシュパネル２、左右一対のフロントサイドメンバ３（理解を容易にするため、網点模様を付している）、ダッシュクロスメンバ４、および左右一対の補強部材５を備えている。

ダッシュパネル２は、車両Ａの車室１０の前側の隔壁をなす金属製のパネルであり、たとえば左右一対のピラーパネル（不図示）の相互間に位置して上下高さ方向に起立する起立壁部２０を有し、エンジンあるいはモータなどのパワープラント１２を収容するエンジンルーム１１と車室１０とを区画している。このダッシュパネル２の上端部は、カウル８８に接合されている。

ダッシュパネル２の下部寄り領域には、フロントサイドメンバ３の後述するキックアップ部３１に沿って傾斜する後下がり傾斜部２１が設けられており、この後端部には、フロントフロアパネル６０の前部が接合されている。このことにより、車室１０のフロア部６（フロントフロア部）が形成されている。フロア部６の車幅方向両端部は、ロッカ８０に接合されている。
フロア部６の前寄り領域の車幅方向略中央部には、フロアトンネル部７が設けられている。このフロアトンネル部７は、ダッシュパネル２の下部寄り領域に前端開口部７０が形成された下面開口状である。このフロアトンネル部７内には、エンジンルーム１１から車両後方側に延びるように設定される排気マフラ（不図示）などの所望の機器類が配置される。

左右一対のフロントサイドメンバ３は、車両骨格部材であり、車幅方向に互いに間隔を隔てた配置で車両前後方向に延びており、フロアトンネル部７よりも車幅方向両外方側に位置している。一対のフロントサイドメンバ３は、エンジンルーム１１の車幅方向両サイドに位置するフロント部３０、このフロント部３０の後端から後下がり状に傾斜するキックアップ部３１、およびこのキックアップ部３１の後端から車両方向側に延びる後側延設部３２を有しており、キックアップ部３１および後側延設部３２は、フロア部６の下面側に接合されている。各フロントサイドメンバ３は、その剛性を高めるべく、たとえば角パイプまたはこれに類する断面形状の閉断面構造部材を用いて構成されている。

ダッシュクロスメンバ４は、ダッシュパネル２を補強するための部材であり、一対のフロントサイドメンバ３の相互間に橋渡し接続された状態で、ダッシュパネル２の上下高さ方向中央寄り部分または下部寄り部分の前面部に接合され、かつ車幅方向に延びている。このダッシュクロスメンバ４は、長手方向の全長域が平板状であってもよく、その具体的な形状などは問わないが、本実施形態においては、ダッシュクロスメンバ４の車幅方向中
央寄り領域は、断面ハット状とされており、ダッシュパネル２との接合箇所において、閉断面構造部が構築されている。

一対の補強部材５は、ダッシュクロスメンバ４と同様に、ダッシュパネル２を補強するための部材であるが、これらの上端部５ａは、ダッシュクロスメンバ４に接合され、かつこれらの下端部５ｂは、フロントサイドメンバ３のたとえばキックアップ部３１と後側延設部３２との境界部付近の側壁部に接合された屈曲板状である。各補強部材５は、たとえば比較的偏平な断面ハット状部材を用いて構成されているが、これに限定されず、たとえば平板状などであってもよい。

一対の補強部材５の長手方向中央寄り領域は、フロアトンネル部７の前端開口部７０の縁部の稜線Ｌａを覆うように設定されている。
より具体的には、フロアトンネル部７の前端開口部７０は、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、たとえば正面視略台形状であり、その縁部としては、上縁部７１ｂ、および左右の両側縁部７１ａがある。一対の補強部材５の長手方向中央寄り領域は、両側縁部７１ａの各稜線Ｌａを覆う（稜線Ｌａに重なる）ようにして、ダッシュパネル２に接合されている。ここで、稜線とは、互いに交差する角度で繋がった複数の壁部どうしの境界部分であり、稜線Ｌａは、フロアトンネル部７の側壁部７ａと、ダッシュパネル２の後下がり傾斜部２１との境界部分である。好ましくは、前端開口部７０の上縁部７１ｂの稜線Ｌｂの略全長域も、補強部材５によって覆われている。

図２に示すように、フロントサイドメンバ３とロッカ８０との間には、トルクボックス８１が橋渡し接続されている。ただし、このトルクボックス８１とフロントサイドメンバ３との接合部Ｊａは、フロントサイドメンバ３を挟んで各補強部材５の下端部５ｂに対応する箇所とされている。このような構成は、車両Ａの前突が発生し、その衝突荷重が補強部材５に作用した場合に、その荷重を効率よくフロントサイドメンバ３、トルクボックス８１、およびロッカ８０に順次伝達させることを可能とする。

次に、前記した車両構造Ｂの作用について説明する。

車両Ａの前突が発生し、車両前方側から車両Ａの前部に衝突荷重が入力すると、たとえばパワープラント１２が後退してダッシュパネル２に当接するなどして、前記衝突荷重の一部がダッシュパネル２に作用する場合がある。このような場合、たとえば図４（ａ）の矢印Ｎ１〜Ｎ４で示すような順序で荷重伝達がなされる。すなわち、衝突荷重がダッシュクロスメンバ４、あるいは補強部材５の上端部５ａ付近に作用すると、この荷重は、補強部材５の下端部５ｂからフロントサイドメンバ３に効率よく伝達する。その際、一部の荷重については、矢印Ｎ５に示すように、トルクボックス８１を介してロッカ８０に伝達させることも可能となる。このような衝突荷重の伝達がなされると、車両Ａの前突時における耐荷重性能（耐衝撃性能）が高められる。

車両Ａの前突が発生した際の衝突荷重を、前記したように、補強部材５やフロントサイドメンバ３などに負担させることにより、耐荷重性能を高めると、ダッシュパネル２が車室１０内に大きく進入することは適切に抑制される。したがって、乗員保護性能に優れたものとなる。また、車両Ａを電気自動車またはハイブリッド車として構成する場合には、大型のバッテリ９（図１および図４（ａ）を参照）をフロア部６のたとえば下側に搭載することが考えられるが、このような場合において、バッテリ９に衝突荷重が作用しないようにし、バッテリ９の破損を適切に回避することも可能となる。

補強部材５は、既述したように、フロアトンネル部７の前端開口部７０の左右両側縁部７１ａの稜線Ｌａを覆うようにしてダッシュパネル２に接合されているが、このような構
成によれば、ダッシュパネル２に衝突荷重が作用した際に、ダッシュパネル２が稜線Ｌａを起点として大きく曲げ変形することも適切に抑制される。したがって、車両Ａの前突が発生した際に、ダッシュパネル２が車室１０内に進入することは、より徹底して防止される。

さらに、補強部材５は、ダッシュパネル２に接合された状態で、その上端部５ａは、ダッシュクロスメンバ４に接合され、かつ下端部５ｂは、フロントサイドメンバ３に接合されており、フロア部６に沿って車両前後方向に長く延びた状態には設けられていない。つまり、補強部材５は、フロア部６の上側や下側において大きく嵩張らないように設けられている。ダッシュクロスメンバ４も、フロア部６の上側や下側において嵩張ることはない。その一方、車両Ａの前部は、補強部材５が設けられていることによって、効果的に補強されており、この補強部材５とは別の部材を用いてフロア部６をさらに補強する必要はなくなり、または少なくなる。したがって、フロア部６のたとえば下側にバッテリ９を搭載するスペースを確保する場合に、このスペースの面積を大きくすることが容易に実現できることとなる。

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、フロアトンネル部７を補強部材５を用いて補強しているが、これ以外の補強部材を設けた構成（たとえば、フロアトンネル部７の前部に、フロアトンネルリインフォースを設けるなどの構成）とすることも可能である。
上述の実施形態においては、補強部材５が、左右一対で設けられているが、これに限定されない。たとえば、左右一対の補強部材５のうち、いずれか一方の補強部材５のみを設けて、フロアトンネル部７の前端開口部７０の左右の両側縁部７１ａのうち、一方の側縁部７１ａの稜線Ｌａのみが補強部材５によって覆われた構成とすることもできる。このような構成であっても、そのような補強構造が採用されていない従来技術と比較すると、好ましい補強効果が得られる。なお、上述した実施形態の左右一対の補強部材５の上部を繋げるなどして、これらを単一の補強部材として構成とすることも可能である。
本発明においては、ダッシュクロスメンバ４を設けた上で、補強部材５の上端部５ａをダッシュクロスメンバ４に接合することが好ましいものの、ダッシュクロスメンバ４を省略した構成とすることも可能である。
フロアトンネル部の具体的な形状やサイズなども限定されない。

Ａ 車両
Ｂ 車両構造
Ｌａ 稜線（前端開口部の側縁部の）
１０ 車室
２ ダッシュパネル
３ フロントサイドメンバ
４ ダッシュクロスメンバ
５ 補強部材
５ｂ 下端部（補強部材の一端部）
６ フロア部
７ フロアトンネル部
７０ 前端開口部（フロアトンネル部の）
７１ａ 側縁部（前端開口部の）

Claims (1)

1. 車室の前側の隔壁をなすように上下高さ方向に起立して設けられ、かつ下部寄り領域にフロアトンネル部の前端開口部が形成されているダッシュパネルと、
   前記フロアトンネル部よりも車幅方向両外方側に位置するように車幅方向に間隔を隔てた配置とされ、かつ前記ダッシュパネルよりも車両前方側の位置から車両後方側の位置にわたって車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、
   を備えている、車両構造であって、
   前記フロアトンネル部の前端開口部の縁部のうち、上下高さ方向に延びる左右の両側縁部の少なくとも一方の稜線を覆うようにして前記ダッシュパネルに接合され、かつ一端部が前記各フロントサイドメンバに接合されている補強部材を、さらに備えていることを特徴とする、車両構造。

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