JP7375959B2 - 車両の前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、カウル部材と、インパネリインフォースと、ピラー部材とを備えた車両の前部構造に関する。

これに関連する車両の前部構造が種々提案されている。例えば、特開２０１０-１１１１６９号公報に記載されている車体前部構造では、フロントガラスの下部を支持するカウル（カウル部材）の車両後方に、ステアリングを支持するインパネリインフォースメント（インパネリインフォース）が配設されている。またカウル及びインパネリインフォースメントの車幅方向の端部はフロントピラー（ピラー部材）に取付けられている。そしてカウルとフロントピラーとには、上方から見た平面視において、補強部材としてのサイドリインフォースが斜めに架け渡されて固定されている。

上記構成によると、カウルとフロントピラー間に架設された補強部材にて、カウルが補強されるとともに、フロントピラーの車幅方向内側から加わる荷重に対する強度が向上する。このため路面からの振動等で、インパネリインフォースメントが車幅方向に振れた場合、このインパネリインフォースメントから加わる荷重を、補強部材で補強されたフロントピラーによって受けられる。このようにインパネリインフォースメントの取付け箇所周辺の強度を確保することで、インパネリインフォースメントが車幅方向等に動き難くなり、ステアリング剛性の確保に資する構成となる。

ところで上記車両では、車両前方からフロントガラスに加わる衝撃荷重を、このフロントガラスを支持するカウルが下方に変形することで吸収する。このような構成では、衝撃荷重の吸収のために、カウルの下方への変形量を確保しておくことが望ましい。しかし公知技術の構造においては、カウルの変形量の確保と、フロントピラーの補強、即ち、インパネリインフォースメントの取付け箇所周辺の強度の確保とを両立しているわけではなかった。つまり、公知技術の構造では、カウルとフロントピラーとが補強部材で補強されるが、このようなカウルの補強（剛性の確保）は、カウルの下方への変形量の確保と背反する関係にある。本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度を確保しながらも、カウル部材の下方への変形量を確保することにある。

上記課題を解決するための手段として、第１発明の車両の前部構造は、フロントガラスの下部を支えるカウル部材と、カウル部材の車両後方位置で車幅方向に延びるインパネリインフォースと、カウル部材及びインパネリインフォースの車幅方向外側に位置するピラー部材とを備えている。この種の構成では、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度を確保しながらも、カウル部材の下方への変形量を確保できることが望ましい。

そこで本発明では、ピラー部材の車幅方向内側に重なるように設けられたガセット部材に、インパネリインフォースの車幅方向の端部が取り付けられて支持されている。そしてカウル部材とピラー部材とガセット部材とで囲まれた位置には、車幅方向内側が解放された空間部が形成されている。本発明では、ピラー部材の車幅方向内側に重なるようにガセット部材を設けて、ピラー部材の車幅方向内側から加わる荷重に対する強度を確保したことにより、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度の確保に資する構成となっている。そのうえでカウル部材とピラー部材とガセット部材とで囲まれた位置に、カウル部材を補強するような部材の存在しない空間部が設けられることで、カウル部材の下方への変形量を確保することが可能となる。

第２発明の車両の前部構造は、第１発明の車両の前部構造において、インパネリインフォースの車幅方向の端部を取り付けている取付け壁部と、取付け壁部の端縁に沿ってピラー部材に向けて延びる壁部と、ピラー部材に固定される壁部のフランジ部とが形成されている。本発明では、インパネリインフォース取付け用の取付け壁部が、ピラー部材に向けて延びる壁部に支えられた状態でピラー部材に配設されているため、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度の確保により資する構成となる。

第３発明の車両の前部構造は、第１発明又は第２発明の車両の前部構造において、ピラー部材には、カウル部材とガセット部材とをつなぐ方向に向けて延びるビード部が形成されている。本発明では、ガセット部材とカウル部材間に形成されたビード部にてピラー部材を補強したことにより、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度の確保に更に視する構成となる。

本発明に係る第１発明によれば、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度を確保しながらも、カウル部材の下方への変形量を確保することができる。また第２発明によれば、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度をより確実に確保することができる。そして第３発明によれば、インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度を更に確実に確保することができる。

車両を右前方から見た斜視図である。 車両の前部構造を車室側から見た概略斜視図である。 図１のＩＩＩ-ＩＩＩ線断面に相当する車両の概略縦断面図である。 インパネリインフォースを省略した車両の前部構造の概略斜視図である。 車両の前部構造の概略横断面図である。 図４のＶＩ－ＶＩ線断面に相当する車両の概略縦断面図である。 車幅方向から荷重が加えられた車両の前部構造の概略横断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１～図７を参照して説明する。各図には、車両の前後方向と左右方向と上下方向を示す矢線を適宜図示し、左右方向が車幅方向に相当する。また、図１、図２、図４、図５及び図７では、車両左側は省略されている。そして図２～図７では、車両の前部構造の主構成を図示し、その他の部材の図示を省略する。

［車両の前部の概要］
車両２の前部には、図１に示すように、左右両側にフロントドア４により開閉されるドア開口部５が設けられている。この左右のドア開口部５の前端縁にはそれぞれピラー部材１０（詳細後述）が立設されており、左右のピラー部材１０にてルーフパネル（図示省略）の前部が支持されている。また左右のピラー部材１０とルーフパネルとによって囲まれた位置にはフロントガラスＦＧが設けられている。そして各ピラー部材１０は、フロントドア４のベルトラインＢＲよりも下側のピラー支柱部１１がフェンダパネル６によって覆われている。この左右のフェンダパネル６の間には、車両２のエンジンルームＥＲを開閉可能に構成されたエンジンフード７が設けられている。

また図２に示すように、エンジンルームＥＲと車室Ｒとの間には、これらを仕切るダッシュパネル８が車幅方向（左右方向）に延びる縦壁状に設けられている。このダッシュパネル８の上には、カウル部材２０が車幅方向（左右方向）に延びるように設けられている。そしてカウル部材２０の車幅方向端部（右端と左端）が、その車幅方向外側に位置する左右のピラー支柱部１１と、エンジンルームの左右の側壁を構成するアッパメンバ（図示省略）とに固定されている。

［カウル部材］
ここで図３に示すカウル部材２０は、傾斜前壁部２３と略Ｕ字形の水路部２４と傾斜後壁部２５とから溝状に形成されており、傾斜前壁部２３の下部にダッシュパネル８が接合されている。そしてダッシュパネル８の後側に位置するカウル部材２０の水路部２４、及び傾斜後壁部２５は車室Ｒ側に配置されている。またカウル部材２０には、傾斜前壁部２３の上端前側に前側フランジ部２３ｆが設けられており、その前側フランジ部２３ｆによって、車幅方向に延びる車体外装部品であるカウルルーバ２８が支持されている。またカウル部材２０の傾斜後壁部２５の上端後側には後側フランジ部２５ｆが設けられており、その後側フランジ部２５ｆにカウルアッパパネル２７の下側フランジ部２７ｆが接続されている。そしてカウル部材２０の上部をなすカウルアッパパネル２７は、その上面がフロントガラスＦＧの下部裏面に接着剤等により固着されることで、フロントガラスＦＧの下部を支持できるように構成されている。なおフロントガラスＦＧの下端部は、カウルルーバ２８の後端縁のガラス接続壁２８ａに対して固定部材２９によって固着されている。

［インパネリインフォース］
また図２に示す車室Ｒ内には、パイプ状のインパネリインフォース３０が車幅方向に延びるように設けられている。このインパネリインフォース３０は、インストルメントパネル（図示省略）の内側に配置された状態で、上述したカウル部材２０の車両後方位置に配置されている。そしてインパネリインフォース３０の車幅方向端部（右端と左端）が、後述するブラケット３１を介して、その車幅方向外側に位置する左右のピラー支柱部１１側に取り付けられている。またインパネリインフォース３０には、ステアリング（図示省略）を支持する部位とダッシュパネル８の上部とを連結する梁状のブレース３２が設けられている（図２では、便宜上、ブレース３２を二点破線で図示する）。

［車両の前部構造］
そして図２及び図３を参照して、車両２の前部構造は、上述したように、カウル部材２０と、インパネリインフォース３０と、ピラー部材１０（詳細後述）とを備えている。また各ピラー部材１０には、インパネリインフォース３０の取付け箇所となるガセット部材４０が設けられている。この種の車両２の前部構造では、ステアリング剛性等を考慮して、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度を確保することが望ましい。また車両前方からフロントガラスＦＧに加わる衝撃荷重をカウル部材２０の変形で吸収することを考慮して、このカウル部材２０の下方への変形量が確保されることが望ましい。そこで本実施例では、後述する構成によって、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度を確保しながらも、カウル部材２０の下方への変形量を確保することとした。以下、ピラー部材１０及びガセット部材４０の詳細と、このガセット部材４０とカウル部材２０とインパネリインフォース３０の配置関係について詳述する。

［ピラー部材］
左右のピラー部材は概ね同一の構成を有しているため、車両右側に位置する右側のピラー部材１０を一例にその詳細を説明する。図４に示す右側のピラー部材１０は、上述したピラー支柱部１１と、ピラー支柱部１１に設けられたガセット部材４０とを有している。ここでピラー支柱部１１は、図５に示すようにピラーインナパネル１２とピラーアウタパネル１３とから筒状に形成されており、このピラーインナパネル１２にて車幅方向内側の面（図５の左面）が構成されている。そしてピラー部材１０のピラー支柱部１１は、その車幅方向内側が後述するガセット部材４０にて補強されている。すなわちピラーインナパネル１２は、その車幅方向内側にガセット部材４０が重なって嵩上げ（補強）された状態となり、車幅方向内側から加わる荷重に対する強度が確保されている。

［ガセット部材］
また図４に示すガセット部材４０は、前方を臨む前壁部４１と、後方を臨む後壁部４２と、左方を臨む左壁部４３と、上方を臨む上壁部４４と、下方を臨む下壁部４５とから中空箱状に形成され、右側が解放されている。ここで前壁部４１は、図５に示すように、前方に向かうに従って次第に右側に傾斜し、後壁部４２及び左壁部４３は、車両上下方向に起立する縦壁状に形成されている。また図６に示す上壁部４４及び下壁部４５は、車幅方向（左右方向）に延びる横壁状に形成されている。そして図４～図６に示す各壁部４１～４５には、そのピラー部材１０側（各図の右側）の縁端が折り曲げ成形されることでフランジ部４６が形成されており、このフランジ部４６にてピラーインナパネル１２に溶接又は締結固定されている。そしてガセット部材４０は、図５に示すように、ピラーインナパネル１２に固定された状態で、上述したカウル部材２０の車両後方位置に配置されている。すなわちガセット部材４０は、ピラーインナパネル１２よりも車両前後方向の寸法が短くされており、ガセット部材４０の前端（前壁部４１に設けた前側のフランジ部４６）が、カウル部材２０の車両後方位置でピラーインナパネル１２に固定されている。

そして図３～図５を参照して、ガセット部材４０は、その車両後方を臨む後壁部４２が、インパネリインフォース３０取付け用の取付け壁部５０となっている。この取付け壁部５０は、図４に示すようにピラーインナパネル１２の後部側に位置しているとともに、インパネリインフォース締結用の上側締結孔５１と下側締結孔５２とが上下方向に適宜の間隔をあけて設けられている。そして取付け壁部５０は、図６に示すように、その上下の周縁端に沿ってピラー支柱部１１に向けて延びる上壁部４４及び下壁部４５に支えられた状態で、両壁部４４，４５のフランジ部４６でピラーインナパネル１２に固定されている。こうしてガセット部材４０は、その取付け壁部５０と上壁部４４と下壁部４５とが櫓状に形成されることで、車幅方向内側から加わる荷重に対する強度が確保されている。

［ビード部］
ここでピラー支柱部１１のピラーインナパネル１２には、図４～図６を参照して、カウル部材２０とガセット部材４０とをつなぐ方向（各図の車両前後方向）に延びる上下のビード部１４，１５が形成されている。上下のビード部１４，１５は、ピラーインナパネル１２を局部的に車幅方向（例えば車幅方向内側となる左側）へ盛り上がらせる方向に変形させて形成されている。そして上側のビード部１４は、図５及び図６に示す取付け壁部５０の上側締結孔５１の高さ位置と概ね一致する高さ位置に形成されて、ピラーインナパネル１２を概ね横断するように延設されている。すなわち上側のビード部１４は、図５に示すように、ピラー部材１０に対するカウル部材２０の固定箇所Ｘあたりからガセット部材４０の前端（前壁部４１に設けた前側のフランジ部４６）を跨いで車両後方に延びている。また図４及び図６に示す下側のビード部１５は、取付け壁部５０の下側締結孔５２の高さ位置と概ね一致する高さ位置に形成されている。この下側のビード部１５は、ピラー部材１０に対するカウル部材２０の固定箇所Ｘあたりからガセット部材４０の前端を跨いでガセット部材４０の前後方向半ば近くまで延設されている。さらに図６に示す上下のビード部１４，１５の車両上下方向の高さ位置を、上述したように取付け壁部５０の対応する締結孔５１，５２に合わせることで、この取付け壁部５０の剛性を一層確実に確保することが可能となる。

［車両の前部構造を構成する各部材の配置関係（空間部）］
そして図２に示すようにインパネリインフォース３０の車幅方向端部（図２の右端）は、ピラー部材１０のピラーインナパネル１２のガセット部材４０に固定されている。このインパネリインフォース３０の車幅方向端部には、図５に示すようにブラケット３１が取り付けられており、このブラケット３１が、その上下の位置でガセット部材４０の取付け壁部５０にあてがわれて締結具ＢＴによって固定されている。こうしてインパネリインフォース３０は、その車幅方向端部がガセット部材４０に取付けられて支持されることで、カウル部材２０の車両後方位置で車幅方向に延設している。そしてガセット部材４０は、上述したようにカウル部材２０の車両後方位置でピラーインナパネル１２に固定されている。このためカウル部材２０とピラー部材１０とガセット部材４０とで囲まれた位置には、車幅方向内側（各図の左側）が解放された空間部６０が形成される。ここで空間部６０の車両前後方向の寸法は、カウル部材２０の下方への変形を許容できる限り特に限定しないが、変形の際にカウル部材２０とその後方のガセット部材４０とが干渉しないように設定されることが望ましい。なお図示は省略するが、車両の前部左側にも、上記空間部６０と左右対称となるように別の空間部が形成されている。

［車両の前部構造の作用］
上記構成の車両２の前部構造では、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度と、カウル部材２０の変形量の確保とを両立することが望ましい。そこで車両２の前部構造では、図５に示すように、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度確保のために、ピラー部材１０の車幅方向内側に重なるように設けられたガセット部材４０に、インパネリインフォース３０の車幅方向の端部が取り付けられて支持されている。そしてカウル部材２０の変形量の確保のために、カウル部材２０とピラー部材１０とガセット部材４０とで囲まれた位置には、車幅方向内側が解放された空間部６０が形成される。

［インパネリインフォースの取付け箇所周辺の強度について］
すなわち上記構成によると、図７に示すように、車両２の走行時に路面から伝わる振動等でインパネリインフォース３０が車幅方向に振れる（図７の白矢印Ａ１を参照）。このとき車両２の前部構造では、インパネリインフォース３０から加わる荷重をピラー部材１０とガセット部材４０、即ち、ピラーインナパネル１２を補強するように嵩上げされた部分で受けられる。このようにピラー部材１０に対して加わる荷重を、ピラーインナパネル１２の嵩上げ部分（剛性に優れる部分）で受けることで、インパネリインフォース３０が車幅方向に動き難くなり、ステアリング剛性の確保に資する構成となる。特にガセット部材４０は、上述したように、図６に示す取付け壁部５０と上壁部４４と下壁部４５とが櫓状に形成されており、車幅方向内側から加わる荷重に対する強度が確保されている。

また図５を参照して、インパネリインフォース３０が車幅方向に振れた場合、その荷重がブラケット３１を通じてガセット部材４０の取付け壁部５０に伝達される。このため取付け壁部５０に取付けられたガセット部材４０が車幅方向に振れて、その前端（前壁部４１に設けた前側のフランジ部４６）がピラー部材１０のピラーインナパネル１２を押圧する（図７の白矢印Ａ２及び二点破線で示す状態を参照）。そこで図４と図５を参照して、ピラー部材１０では、そのピラーインナパネル１２にカウル部材２０とガセット部材４０とをつなぐ方向（各図の車両前後方向）に延びる上下のビード部１４，１５が形成されることで、車幅方向に変形し難くなっている。この上下のビード部１４，１５は、上述したように、カウル部材２０の固定箇所Ｘあたりからガセット部材４０の前側のフランジ部４６を跨いで車両後方に延びている。このためガセット部材４０の前端（前側のフランジ部４６）からピラー部材１０に荷重が加えられた際にも、このピラー部材１０の変形、特にガセット部材４０の前端位置やカウル部材２０の固定箇所Ｘあたりの変形を抑制できる。

［カウル部材の変形量について］
また図３を参照して、車両前方からフロントガラスＦＧに加わる衝撃荷重ＩＬを、このフロントガラスＦＧを支持するカウル部材２０が下方に変形することで吸収する。このような構成では、衝撃荷重ＩＬの吸収のために、カウル部材２０の下方への変形量（所定の衝撃吸収ストロークＳＫ）を確保しておくことが望ましい。このため車両２の前部構造では、上述したように、図５に示すカウル部材２０とピラー部材１０とガセット部材４０とで囲まれた位置に空間部６０が形成され、この空間部６０には、カウル部材２０を補強するような部材が存在していない。このため図３に示すフロントガラスＦＧの衝撃荷重ＩＬを受けたカウル部材２０は、スムーズに下方に向けて変形することが可能となり、下方に変形するに従って次第に後方の空間部６０に向けて潰れていく。こうして本実施例では、カウル部材２０とピラー部材１０とガセット部材４０とで囲まれた位置に空間部６０を設けることで、このカウル部材２０の下方への変形量を確保することが可能となる。さらに上記構成では、カウル部材２０の変形量を空間部６０で確保するため、車両２の意匠に影響するカウル部材２０の形状変更を要さず、車両２の意匠選択の自由度を確保することができる。

以上説明した通り本実施例では、ピラー部材１０の車幅方向内側に重なるようにガセット部材４０を設けて、ピラー部材１０の車幅方向内側から加わる荷重に対する強度を確保したことにより、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度の確保に資する構成となっている。そのうえでカウル部材２０とピラー部材１０とガセット部材４０とで囲まれた位置に、カウル部材２０を補強するような部材の存在しない空間部６０が設けられることで、カウル部材２０の下方への変形量を確保することが可能となる。このため本実施例によれば、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度を確保しながらも、カウル部材２０の下方への変形量を確保することができる。

さらに本実施例では、インパネリインフォース３０取付け用の取付け壁部５０が、ピラー部材１０に向けて延びる壁部４４，４５に支えられた状態でピラー部材１０に配設されているため、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度の確保により資する構成となる。そして本実施例では、ガセット部材４０とカウル部材２０間に形成されたビード部１４，１５にてピラー部材１０を補強したことにより、インパネリインフォース３０の取付け箇所周辺の強度の確保に更に視する構成となる。

［変更例］
本実施形態の車両の前部構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。本実施形態では、ピラー部材とガセット部材の構成を例示したが、ピラー部材とガセット部材の構成を限定する趣旨ではない。ガセット部材は、複数の壁部を備える箱形状や柱状や筒状（中空又は稠密）に形成することができ、そのいずれかの壁部を取付け壁部とすることができる。例えば図４に示すガセット部材では、その適宜の位置（壁部）に取付け壁部を設定でき、とりわけ後壁部と上壁部と下壁部のいずれかに取付け壁部を設定することが可能である。またガセット部材が櫓状（断面コ字形）に形成される場合、取付け壁部とこれを支える壁部を備えておればよく、その他の壁部を省略することもできる。なお取付け壁部に対するインパネリインフォースの固定手法は、締結のほか、溶接等の各種の手法を採用できる。またビード部は、カウル部材とガセット部材とをつなぐ方向に延びておればよく、概ね直線的である場合のほか、傾斜していたり曲がっていたりしてもよく、必要に応じて格子状に形成することも可能である。またビード部の形成数は、単数又は複数（３以上）でもよく、その形成位置も適宜設定可能であり、また省略することも可能である。なおビード部は、ピラーインナパネルを車幅方向外側と内側のいずれかに盛り上がらせることで形成でき、ピラーインナパネルに別体の部材を固定することでも形成できる。

また本実施形態では、カウル部材とインパネリインフォースの構成を例示したが、カウル部材とインパネリインフォースの構成を限定する趣旨ではない。すなわちカウル部材は、フロントガラスの下部の適宜の位置を支持できるように、その形状や寸法を適宜設定することができる。またインパネリインフォースも、ステアリングを支持できるように、その形状や寸法を適宜設定することができる。そして車両の構成も適宜変更可能である。

Claims (2)

1. フロントガラスの下部を支えるカウル部材と、前記カウル部材の車両後方位置で車幅方向に延びるインパネリインフォースと、前記カウル部材及び前記インパネリインフォースの車幅方向外側に位置するピラー部材とを備えた車両の前部構造において、
   前記ピラー部材の車幅方向内側に重なるように設けられたガセット部材に、前記インパネリインフォースの車幅方向の端部が取り付けられて支持されており、
   前記カウル部材と前記ピラー部材と前記ガセット部材とで囲まれた位置には、車幅方向内側が解放された空間部が形成されており、
   前記ピラー部材には、前記カウル部材と前記ガセット部材とをつなぐ方向に向けて延びるビード部が形成されている車両の前部構造。
2. 前記ガセット部材には、前記インパネリインフォースの車幅方向の端部を取り付けている取付け壁部と、前記取付け壁部の端縁に沿って前記ピラー部材に向けて延びる壁部と、前記ピラー部材に固定される前記壁部のフランジ部とが形成されている請求項１に記載の車両の前部構造。

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