JP2021146752A - 自動車ボデー - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車ボデーの衝突安全性能を向上する。【解決手段】 自動車ボデーは、ダッシュクロスメンバと、ダッシュクロスメンバの一端から後方に延びるロッカと、ロッカから上方に延びるフロントピラーと、一端がダッシュクロスメンバに結合されており、他端がフロントピラーに結合されている補強プレートとを備える。ダッシュクロスメンバの内壁は、左右方向に延びる少なくとも一つの屈曲部を形成する非平坦な形状を有する。そして、補強プレートの一端は、少なくとも部分的に、ダッシュクロスメンバの非平坦な形状に応じて屈曲する形状を有する。【選択図】図３

Description

本明細書が開示する技術は、自動車ボデーに関する。

特許文献１に、自動車ボデーが開示されている。この自動車ボデーでは、ダッシュクロスメンバとフロントピラーとの間が、補強プレートを介して連結されている。このような構成によると、側面衝突において、フロントピラーのキャビンに向かう変形が抑制されると説明されている。

特開２００５−１９３８４３号公報

自動車ボデーには、優れた衝突安全性能が必要とされており、様々な衝突試験において一定の水準（安全基準）を満たことが求められる。そのなかでも、スモールオーバーラップ（ＳＯＬ）衝突試験は、衝突荷重が自動車ボデーの一部に集中するという点で、最も厳しい衝突試験の一つとされている。本明細書は、スモールオーバーラップ衝突試験を含め、自動車ボデーの衝突安全性能を向上し得る技術を提供する。

本明細書が開示する技術は、少なくともキャビンを画定する自動車ボデーに具現化される。この自動車ボデーは、キャビンの前部に沿って左右方向に延びるダッシュクロスメンバと、キャビンの側部に沿ってダッシュクロスメンバの一端から後方に延びるロッカと、キャビンの側部に沿ってロッカから上方に延びるフロントピラーと、一端がダッシュクロスメンバに結合されており、他端がフロントピラーに結合されている補強プレートとを備える。ダッシュクロスメンバのキャビン側に位置する内壁は、左右方向に延びる少なくとも一つの屈曲部を形成する非平坦な形状を有する。そして、補強プレートの一端は、少なくとも部分的に、ダッシュクロスメンバの非平坦な形状に応じて屈曲する形状を有する。

上記した構造では、ダッシュクロスメンバの非平坦な内壁が、左右方向に沿って少なくとも一つの屈曲部を形成しており、その内壁に結合された補強プレートの一端が、少なくとも部分的に、その非平坦な内壁に沿って屈曲する形状を有している。このような構成によると、ダッシュクロスメンバと補強プレートとの結合部分において、それぞれの剛性が高まるとともに、両者が強固に結合される。その結果、ダッシュクロスメンバとフロントピラーとの間が、補強プレートを介して強固に連結されることとなり、衝突荷重を受けたダッシュクロスメンバを、ロッカ及びフロントピラーによって強く支持することができる。これにより、例えばスモールオーバーラップ衝突試験においても、ダッシュクロスメンバがキャビンに向けて変形することを有意に抑制することができる。

実施例の自動車ボデー１０の外観を示す。なお、図１−図９において、方向ＦＲは、前後方向における前方を示し、その反対方向は、前後方向における後方を示す。また、方向ＲＨは、左右方向における右方を示し、その反対方向は、左右方向における左方を示す。そして、方向ＵＰは、上下方向における上方を示し、その反対方向は、上下方向における下方を示す。 ダッシュクロスメンバ１８を含む一部を示す平面図。 補強プレート３０が取り付けられた部分を示す斜視図。 図３に示す部分を補強プレート３０を取り外した状態で示す斜視図。 補強プレート３０を示す斜視図。 左右方向に垂直な断面図であって、ダッシュクロスメンバ１８の断面を示す。 上下方向に垂直な断面図であって、補強プレート３０が取り付けられた部分を示す。 前後方向に垂直な断面図であって、フロントピラー２６の開口５０を覆う補強プレート３０及びカバープレート３２を示す。 上下方向に垂直な断面図であって、フロントピラー２６の開口５０を覆う補強プレート３０及びカバープレート３２を示す。

本技術の一実施形態において、補強プレートは、一端から他端まで延びる少なくとも一つの屈曲部を形成する形状を有してもよい。このような構成によると、補強プレートの剛性がより高まることで、ダッシュクロスメンバとフロントピラーとの間が、補強プレートによってさらに強固に結合される。

本技術の一実施形態において、補強プレートの他端は、ロッカにも結合されていてもよい。このような構成によると、ダッシュクロスメンバとロッカとの間が、補強プレートによってさらに強固に連結される。

本技術の一実施形態において、フロントピラーのキャビン側に位置する内壁には、開口が形成されていてもよい。この場合、補強プレートは、開口の少なくとも一部を覆っていてもよい。補強プレートが開口の少なくとも一部を覆うことで、開口を通じてキャビン内へ異物が侵入することを抑制することができる。

上記した実施形態において、補強プレートには、開口を閉塞するカバープレートが取り付けられていてもよい。このような構成によると、補強プレートとカバープレートとを区別して設計することができ、補強プレートの機械的強度に影響を与えることなく、フロントピラーの開口を閉塞することができる。

上記した実施形態において、カバープレートとフロントピラーとの間には、環状のシール部材が介挿されていてもよい。このような構成によると、微小な異物や雨水がキャビンへの侵入することを抑制することができる。

本技術の一実施形態において、ダッシュクロスメンバは、第１ダッシュクロスメンバと、第１ダッシュクロスメンバよりも上方に位置する第２ダッシュクロスメンバとを含んでもよい。この場合、ロッカの前端は、第１ダッシュクロスメンバの一端に接続されていてもよい。そして、補強プレートの一端は、第２ダッシュクロスメンバに結合されていてもよい。

本技術の一実施形態において、自動車ボデーは、ダッシュクロスメンバから前方に向けて延びるフロントサイドメンバをさらに有してもよい。この場合、フロントサイドメンバの前端は、例えばクラッシュボックスを介して、バンパリインフォースメントに接続されていてもよい。

本明細書において単に前後方向との記載は、自動車ボデーにおける前後方向を意味するものとする。同様に、単に左右方向との記載は、自動車ボデーにおける左右方向を意味し、単に上下方向との記載は、自動車ボデーにおける上下方向を意味する。例えば、自動車が水平面上に配置されたときに、自動車ボデーの上下方向は、鉛直方向と一致する。また、自動車ボデーの左右方向は、自動車の車軸に平行な方向であり、自動車ボデーの前後方向は、水平面に平行かつ自動車の車軸に垂直な方向となる。

図面を参照して、実施例の自動車ボデー１０について説明する。本実施例の自動車ボデー１０は、特に限定されないが、例えば電動自動車に採用することができる。ここでいう電動自動車とは、一又は複数の車輪をモータによって駆動する車両を広く意味し、例えば、外部の電源によって充電される再充電式の電気自動車、燃料電池を電源とする燃料電池車、及び、エンジンを併せ持つハイブリッド車等が含まれる。但し、本実施例の自動車ボデー１０は、電動自動車に限られず、例えばエンジン車といった他の種類の自動車にも採用することができる。また、本実施例の自動車ボデー１０は金属で構成されているが、自動車ボデー１０を構成する材料は金属に限定されない。

ここで、本実施例の自動車ボデー１０は、概して左右対称の構造を有する。従って、以下の説明では、左右対称の構造に対して同一の符号を付し、主に右側の構造について説明する一方で、左側の構造については重複する説明を省略する。即ち、特に言及がない限り、下記に説明する特徴は、右側の構造だけでなく、左側の構造にも適用される。

図１−図３に示すように、自動車ボデー１０は、キャビン１２と、キャビン１２の前方に位置するフロントコンパートメント１４を画定している。自動車ボデー１０は、ダッシュパネル１６とダッシュクロスメンバ１８とを備える。ダッシュパネル１６は、キャビン１２とフロントコンパートメント１４とを区分する隔壁である。ダッシュパネル１６は、キャビン１２の前部に沿って、左右方向及び上下方向に広がっている。ダッシュクロスメンバ１８は、自動車ボデー１０の骨格部分の一つである。ダッシュクロスメンバ１８は、ダッシュパネル１６に沿って設けられており、キャビン１２の前部に沿って左右方向に延びている。

本実施例におけるダッシュクロスメンバ１８は、第１ダッシュクロスメンバ２０と第２ダッシュクロスメンバ２２とを含む。第１ダッシュクロスメンバ２０と第２ダッシュクロスメンバ２２との各々は、左右方向に沿って閉空間を形成する筒状形状を有している（図６参照）。第２ダッシュクロスメンバ２２は、第１ダッシュクロスメンバ２０の上方に位置しており、二つのダッシュクロスメンバ２０、２２は、互いに隣接しながら左右方向に延びている。特に限定されないが、二つのダッシュクロスメンバ２０、２２は、互いに異なる断面形状を有しており、第１ダッシュクロスメンバ２０の断面積は、第２ダッシュクロスメンバ２２の断面積よりも大きい。

自動車ボデー１０は、一対のフロントサイドメンバ４０をさらに備える。一対のフロントサイドメンバ４０は、自動車ボデー１０において左右対称に設けられている。各々のフロントサイドメンバ４０は、自動車ボデー１０の骨格部分の一つであり、フロントコンパートメント１４に位置している。各々のフロントサイドメンバ４０は、ダッシュクロスメンバ１８から前方に向けて延びている。各々のフロントサイドメンバ４０の前端は、例えばクラッシュボックスを介して、バンパリインフォースメント４２に接続されている。

自動車ボデー１０はさらに、一対のロッカ２４を備える。一対のロッカ２４は、自動車ボデー１０において左右対称に設けられている。各々のロッカ２４は、自動車ボデー１０の骨格部分の一つであり、サイドシルとも称される。一対のロッカ２４の間には、キャビン１２の床を画定するフロアパン２８が設けられている。右側のロッカ２４は、キャビン１２の右側部に沿って、ダッシュクロスメンバ１８の右端（詳しくは、第１ダッシュクロスメンバ２０の右端）から後方に延びている。左側のロッカ２４は、キャビン１２の左側部に沿って、ダッシュクロスメンバ１８の左端（詳しくは、第１ダッシュクロスメンバ２０の左端）から後方に延びている。各々のロッカ２４は、特に限定されないが、前後方向に沿って閉空間を形成する筒状形状を有している（図８参照）。

自動車ボデー１０はさらに、一対のフロントピラー２６を備える。一対のフロントピラー２６は、自動車ボデー１０において左右対称に設けられている。各々のフロントピラー２６は、自動車ボデー１０の骨格部分の一つであり、Ａピラーとも称される。右側のフロントピラー２６は、キャビン１２の右側部に沿って、右側のロッカ２４から上方に延びている。同様に、左側のフロントピラー２６は、キャビン１２の左側部に沿って、左側のロッカ２４から上方に延びている。特に限定されないが、各々のフロントピラー２６は、上下方向に沿って閉空間を形成する筒状形状を有している（図７参照）。

自動車ボデー１０はさらに、一対の補強プレート３０を備える。一対の補強プレート３０は、自動車ボデー１０において左右対称に設けられている。各々の補強プレート３０は、ダッシュクロスメンバ１８とロッカ２４とフロントピラー２６とに結合されている。詳しくは、補強プレート３０の一端３０ａが、締結部材３６ａ、３６ｂによって、ダッシュクロスメンバ１８（詳しくは、第２ダッシュクロスメンバ２２）に結合されている。補強プレート３０の他端３０ｂは、締結部材３６ｃによってフロントピラー２６に結合されており、かつ、締結部材３６ｄによってロッカ２４に結合されている。補強プレート３０は、複数の締結部材３６ａ−３６ｄによって取り付けられており、例えばメンテナンスや修理の際に取り外すことができる。但し、補強プレート３０を結合する構造については特に限定されない。例えば、補強プレート３０は、ダッシュクロスメンバ１８やフロントピラー２６に対して溶接されていてもよい。

図３−図５に示すように、ダッシュクロスメンバ１８（詳しくは、第２ダッシュクロスメンバ２２）のキャビン１２側に位置する内壁２３は、キャビン１２側へ部分的に膨出しており、非平坦な形状を有している。これにより、ダッシュクロスメンバ１８の内壁２３には、少なくとも一つの屈曲部２３Ｘ（例えば、山折り部又は谷折り部）が、左右方向に沿って形成されている。そして、その内壁２３に結合された補強プレート３０の一端３０ａには、少なくとも部分的に、ダッシュクロスメンバ１８の非平坦な形状に応じて屈曲する形状が与えられている。同様に、フロントピラー２６のキャビン１２に位置する内壁２７は、キャビン１２側へ部分的に膨出しており、非平坦な形状を有している。これにより、フロントピラー２６の内壁２７には、前後方向に沿って少なくとも一つの屈曲部２７Ｘが形成されている。そして、その内壁２７に結合された補強プレート３０の他端３０ｂには、少なくとも部分的に、フロントピラー２６の非平坦な形状に応じて屈曲する形状が与えられている。但し、フロントピラー２６の内壁２７は、屈曲部２７Ｘを有さない平坦面であってもよい。これに応じて、補強プレート３０の他端３０ｂについても、平坦な形状を有してもよい。

以上のように、本実施例の自動車ボデー１０では、補強プレート３０が、ダッシュクロスメンバ１８とフロントピラー２６とのそれぞれに結合され、両者を互いに連結している。ダッシュクロスメンバ１８と補強プレート３０との結合部分では、ダッシュクロスメンバ１８の非平坦な内壁２３が、左右方向に沿って少なくとも一つの屈曲部２３Ｘを形成しており、補強プレート３０の一端３０ａが、少なくとも部分的に、その非平坦な内壁２３に沿って屈曲する形状を有している。このような構成によると、ダッシュクロスメンバ１８と補強プレート３０との結合部分において、それぞれの剛性が高まるとともに、両者が強固に結合される。その結果、ダッシュクロスメンバ１８とフロントピラー２６との間が、補強プレート３０を介して強固に連結される。これにより、自動車が前面衝突したときに、衝突荷重を受けたダッシュクロスメンバ１８を、ロッカ２４及びフロントピラー２６によって強く支持することができる。従って、例えばスモールオーバーラップ衝突試験においても、ダッシュクロスメンバ１８がキャビン１２に向けて変形することを有意に抑制することができる。

特に限定されないが、本実施例の自動車ボデーでは、フロントピラー２６と補強プレート３０との結合部分においても、フロントピラー２６の非平坦な内壁２７が、前後方向に沿って少なくとも一つの屈曲部２７Ｘを形成している、そして、補強プレート３０の他端３０ｂが、少なくとも部分的に、その非平坦な内壁２７に沿って屈曲する形状を有している。これにより、フロントピラー２６と補強プレート３０との結合部分においても、それぞれの剛性が高まるとともに、両者が互いに強固に結合されている。

補強プレート３０の具体的な形状は特に限定されない。一例ではあるが、図５に示すように、本実施例における補強プレート３０は、いわゆるハット形状（チャネル形状の両端にフランジを有する形状）を有しており、上下方向の中間部分が、一端３０ａから他端３０ｂまで連続的に膨出している。これにより、補強プレート３０には、複数の屈曲部３０Ｘが形成されている。このように、補強プレート３０が、一端３０ａから他端３０ｂまで延びる少なくとも一つの屈曲部３０Ｘを形成していると、補強プレート３０の剛性が有意に高まる。そして、補強プレート３０の剛性が高まることで、ダッシュクロスメンバ１８とフロントピラー２６との間が、補強プレート３０によってさらに強固に結合される。

図４に示すように、フロントピラー２６の内壁２７には、開口５０が形成されていてもよい。この場合、補強プレート３０は、開口５０の少なくとも一部を覆うように配置されてもよい。補強プレート３０が開口５０の少なくとも一部を覆うことで、開口５０を通じてキャビン１２内へ異物が侵入することを抑制することができる。なお、図５、図８、図９に示すように、本実施例における補強プレート３０には、開口５０を閉塞するカバープレート３２が取り付けられている。補強プレート３０とカバープレート３２とが互いに独立した部材であると、補強プレート３０とカバープレート３２とを区別して設計することができ、補強プレート３０の機械的強度に影響を与えることなく、フロントピラー２６の開口５０を確実に閉塞することができる。また、カバープレート３２とフロントピラー２６との間には、環状のシール部材３４が介挿されている。シール部材３４は、開口５０を取り囲んでおり、微小な異物や雨水がキャビン１２への侵入することを抑制する。

前述したように、本実施例の自動車ボデー１０では、ダッシュクロスメンバ１８は、第１ダッシュクロスメンバ２０と、第１ダッシュクロスメンバ２０よりも上方に位置する第２ダッシュクロスメンバ２２とを含んでいる。そして、ロッカ２４の前端は、第１ダッシュクロスメンバ２０に接続されている。一方、補強プレート３０は、第２ダッシュクロスメンバ２２に結合されている。但し、他の実施形態として、ダッシュクロスメンバ１８は、単一であってよいし、三以上のダッシュクロスメンバの集合で構成されてもよい。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：自動車ボデー
１２：キャビン
１４：フロントコンパートメント
１６：ダッシュパネル
１８：ダッシュクロスメンバ
２０：第１ダッシュクロスメンバ
２２：第２ダッシュクロスメンバ
２３：ダッシュクロスメンバの内壁
２４：ロッカ（サイドシル）
２６：フロントピラー
２７：フロントピラーの内壁
２８：フロアパン
３０：補強プレート
３２：カバープレート
３４：シール部材
３６ａ−３６ｄ：締結部材
４０：フロントサイドメンバ
４２：バンパリインフォースメント
５０：フロントピラーの開口

Claims (8)

1. 少なくともキャビンを画定する自動車ボデーであり、
   前記キャビンの前部に沿って、左右方向に延びるダッシュクロスメンバと、
   前記キャビンの側部に沿って、前記ダッシュクロスメンバの一端から後方に延びるロッカと、
   前記キャビンの側部に沿って、前記ロッカから上方に延びるフロントピラーと、
   一端が前記ダッシュクロスメンバに結合されており、他端が前記フロントピラーに結合されている補強プレートと、
   を備え、
   前記ダッシュクロスメンバの前記キャビン側に位置する内壁は、左右方向に延びる少なくとも一つの屈曲部を形成する非平坦な形状を有し、
   前記補強プレートの前記一端は、少なくとも部分的に、前記ダッシュクロスメンバの前記非平坦な形状に応じて屈曲する形状を有する、
   自動車ボデー。
2. 前記補強プレートは、前記一端から前記他端まで延びる少なくとも一つの屈曲部を形成する形状を有する、請求項１に記載の自動車ボデー。
3. 前記補強プレートの前記他端は、前記ロッカにも結合されている、請求項１又は２に記載の自動車ボデー。
4. 前記フロントピラーの前記キャビン側に位置する内壁には、開口が形成されており、
   前記補強プレートは、前記開口の少なくとも一部を覆っている、請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車ボデー。
5. 前記補強プレートには、前記開口を閉塞するカバープレートが取り付けられている、請求項４に記載の自動車ボデー。
6. 前記カバープレートと前記フロントピラーとの間には、環状のシール部材が介挿されている、請求項５に記載の自動車ボデー。
7. 前記ダッシュクロスメンバは、第１ダッシュクロスメンバと、前記第１ダッシュクロスメンバよりも上方に位置する第２ダッシュクロスメンバとを含み、
   前記ロッカの前端は、前記第１ダッシュクロスメンバの一端に接続されており、
   前記補強プレートの前記一端は、前記第２ダッシュクロスメンバに結合されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の自動車ボデー。
8. 前記ダッシュクロスメンバから前方に向けて延びるフロントサイドメンバをさらに有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の自動車ボデー。

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