(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インストルメントパネルの前方を覆うように車室前壁部が配置されると共に前記車室前壁部の前側にサスペンションを取り付けるトップマウントパネルが配置される自動車において、車室の変形を抑制するために前記インストルメントパネル内に設けられる車室前部用支持体であって、
前記車室前壁部の車室側を向いた後面に当接しつつ前記自動車の車幅方向に延びるように設けられた前部骨格と、
前記前部骨格の後方に配置されて前記車幅方向に延びるように設けられ、両端部が一対のフロントピラーに直接接続された後部骨格と、
前記前部骨格において前記トップマウントパネルの幅領域に対応する位置に先端部が直接接続されると共に前記後部骨格に後端部が直接接続されて前記前部骨格と前記後部骨格とを環状に接続し、前記後端部から前記先端部に向かって自動車の中央部に近づくように斜めに延びる一対の斜め骨格とを備える車室前部用支持体。
【請求項２】
前記前部骨格は、前記車室前壁部の前記後面に沿って前記自動車の車幅方向に前記車室前壁部を横断するように延び、
前記一対の斜め骨格の車幅方向外側を車両前後方向に延びるように形成され、前記前部骨格の両端部と前記後部骨格の両端部を接続する一対の側部骨格をさらに備える請求項１に記載の車室前部用支持体。
【請求項３】
前記斜め骨格は、前記自動車の車幅方向において前記トップマウントパネルに取り付けられた前記サスペンションの中心に対応する位置に前記先端部が接続される請求項１または２に記載の車室前部用支持体。
【請求項４】
前記斜め骨格は、前記自動車の上下方向において前記トップマウントパネルの上部に対応する位置に前記先端部が接続される請求項１〜３のいずれか一項に記載の車室前部用支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車室前部用支持体に係り、特に、インストルメントパネル内に設けられる車室前部用支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車が衝突体に衝突した際に、車室が変形することを抑制するための様々な支持体が利用されている。例えば、前面衝突の場合には、車室の前方に延びるフロントサイドフレームなどが衝撃を吸収することにより車室の変形を抑制することができる。
しかしながら、自動車の側部に衝突体が衝突すると、これらの支持体の車幅方向外側から衝撃が入力されるため、衝撃の強度が大きく低下されずに車室まで到達し、車室の変形を招くおそれがあった。
【０００３】
そこで、自動車の側部への衝突に対して車室の変形を抑制する技術として、例えば、特許文献１には、インパネブラケットと、ヒンジピラーインナと、ヒンジピラーアウタとを車幅方向で連結するボルトを備えたヒンジピラーの補強構造が提案されている。このヒンジピラーの補強構造では、ヒンジピラーを補強するようにインパネブラケットが連結されているため、ヒンジピラーに対して大きな衝突荷重が加わった場合でもヒンジピラーに口開きが生じ難く、これにより車室の変形を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のヒンジピラーの補強構造は、自動車の車室とエンジンルームとを隔てる車室前壁部を支持するものではなく、ヒンジピラーより先に車室前壁部が後方に屈折して車室が変形するおそれがあった。
特に、図８に示すように、自動車Ｍの側部に衝突体Ｋが衝突して斜め方向へ衝撃Ｔが入力される場合には、自動車Ｍの側部と車室Ｃの間に衝撃Ｔを吸収するフレームが少なく、その衝撃Ｔが直接的に車室前壁部３１に加えられるため、車室前壁部３１の変形が大きくなるおそれがある。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、自動車の車室前壁部の変形を確実に抑制する車室前部用支持体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車室前部用支持体は、インストルメントパネルの前方を覆うように車室前壁部が配置されると共に車室前壁部の前側にサスペンションを取り付けるトップマウントパネルが配置される自動車において、車室の変形を抑制するためにインストルメントパネル内に設けられる車室前部用支持体であって、車室前壁部の車室側を向いた後面に当接しつつ自動車の車幅方向に延びるように設けられた前部骨格と、前部骨格の後方に配置されて車幅方向に延びるように設けられ、両端部が一対のフロントピラーに直接接続された後部骨格と、前部骨格においてトップマウントパネルの幅領域に対応する位置に先端部が直接接続されると共に後部骨格に後端部が直接接続されて前部骨格と後部骨格とを環状に接続し、後端部から先端部に向かって自動車の中央部に近づくように斜めに延びる一対の斜め骨格とを備えるものである。
【０００９】
また、前部骨格は、車室前壁部の後面に沿って自動車の車幅方向に車室前壁部を横断するように延び、一対の斜め骨格の車幅方向外側を車両前後方向に延びるように形成され、前部骨格の両端部と後部骨格の両端部を接続する一対の側部骨格をさらに備えることもできる。
【００１０】
また、斜め骨格は、自動車の車幅方向においてトップマウントパネルに取り付けられたサスペンションの中心に対応する位置に先端部が接続されることが好ましい。
また、斜め骨格は、自動車の上下方向においてトップマウントパネルの上部に対応する位置に先端部が接続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、一対の斜め骨格が車室前壁部においてトップマウントパネルの幅領域に対応する位置に先端部が接続されると共にフロントピラーに後端部が接続され、後端部から先端部に向かって自動車の中央部に近づくように斜めに延びるので、自動車の車室前壁部の変形を確実に抑制する車室前部用支持体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車室前部用支持体を備えた自動車の構成を示す図である。
【図２】車室前壁部の構成を示す断面図である。
【図３】車室前壁部に対する車室前部用支持体の配置を示す図である。
【図４】トップマウントパネルが車室前壁部に押し込まれる様子を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る車室前部用支持体の構成を示す図である。
【図６】車室前壁部に固定された前部骨格を示す断面図である。
【図７】実施の形態２の変形例に係る車室前部用支持体を示す図である。
【図８】自動車の側部に衝突体が衝突する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１（Ａ）および（Ｂ）に、この発明の実施の形態１に係る車室前部用支持体を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、両側部を前後方向に延びる一対のフロントアッパフレーム１を有し、この一対のフロントアッパフレーム１の間に前後方向に延びる一対のフロントサイドフレーム２が配置されると共に、一対のフロントアッパフレーム１の後端部１ａに一対のフロントピラー３が接続されている。
一対のフロントピラー３の間には、図示しないフロントガラスが配置されると共にフロントガラスの下側に車室前壁部４が設けられている。また、車室前壁部４の両側縁部から後方に向かって車室側壁部５が設けられており、この車室側壁部５の前部側を一対のフロントピラー３が構成している。さらに、車室前壁部４の前側にはサスペンションを取り付けるためのトップマウントパネル６が配置され、車室前壁部４の後側には車室前部用支持体７が配置されている。そして、車室前部用支持体７を後方から覆うようにインストルメントパネル８が配置されている。
これにより、車室前壁部４の前側にエンジンルームＥが形成されると共に車室前壁部４の後側に車室Ｃが形成される。
【００１４】
フロントアッパフレーム１は、後端部１ａがフロントピラー３の中間部に接続されている。フロントアッパフレーム１の後端部１ａは、上下方向に拡がるように形成されており、後端部１ａの上部側がフロントピラー３の上端部に向けて延びると共に後端部１ａの下部側がフロントピラー３の下端部に向けて延びている。
フロントサイドフレーム２は、フロントアッパフレーム１の下側に配置され、後端部が車室前壁部４の下側に延びるように形成されている。
【００１５】
フロントピラー３は、上下方向に延びるフロントピラー下部９と、フロントピラー下部９の上端部から上側後方へ傾斜して延びるフロントピラー上部１０とを有する。フロントピラー下部９は、前後方向に幅広に形成されており、車室側壁部５の前部側を構成する。フロントピラー上部１０は、フロントガラスの側縁部に沿うように形成されている。
トップマウントパネル６は、サスペンションの上部を支持するもので、車室前壁部４の前側において車室前壁部４とフロントアッパフレーム１が連結される隅部に配置され、フロントアッパフレーム１の後端部１ａ近傍に接合されている。トップマウントパネル６は、下部に開口部が形成された筒形状を有し、サスペンションの上側が開口部を介して収容されて内部に固定されている。また、トップマウントパネル６の上部は、自動車の高さ方向Ｈにおいて、車室前壁部４の上縁部近傍の高さ位置に配置されている。
【００１６】
車室前壁部４は、図２に示すように、鋼板を折り曲げて形成されており、エンジンルームＥと車室Ｃを隔てるもので、インストルメントパネル８の前方を覆うように配置されている。車室前壁部４は、バルクヘッド１１と、バルクヘッド１１の下側に配置されたトーボード１２とを有する。
バルクヘッド１１は、フロントガラスの下側に配置されており、上部がフロントガラスの下縁部に沿うと共に両側縁部がフロントピラー下部９に接合されている。バルクヘッド１１は、上部が開放された収容部を有し、収容部内にワイパー装置などを収容するものである。
【００１７】
トーボード１２は、車室Ｃに搭乗する搭乗者が足を置くためのもので、車室Ｃの底部から上側前方に向かって徐々に傾斜するように延びた後、上方に立ち上がるように形成されている。そして、トーボード１２の上縁部が、バルクヘッド１１の下面にスポット溶接などで接合されている。また、トーボード１２の両側縁部はフロントピラー下部９に接合されている。
【００１８】
車室前部用支持体７は、車室前壁部４を支持するものでインストルメントパネル８内に配置され、一対のフロントピラー３から車室前壁部４に向かって自動車の中央部に近づくように斜めに延びる一対の斜め骨格１５を有する。
一対の斜め骨格１５は、車室前壁部４の車室Ｃ側の面においてトップマウントパネル６の幅領域Ｒに対応する位置、すなわちトップマウントパネル６を車幅方向Ｗにラップする位置に先端部が接続され、後端部がフロントピラー下部９に接続されている。そして、一対の斜め骨格１５は、後端部から先端部に向かって自動車の中央部に徐々に近づくように斜めに延びている。
【００１９】
具体的には、図３に示すように、斜め骨格１５の先端部は、トップマウントパネル６の幅領域Ｒにおいてトップマウントパネル６に取り付けられたサスペンションの中心軸Ｌに対応するバルクヘッド１１の位置Ｐに接続されている。また、斜め骨格１５の先端部は、自動車の上下方向Ｈにおいてトップマウントパネル６の上部に対応するバルクヘッド１１の位置Ｐに接続されている。斜め骨格１５は、バルクヘッド１１とフロントピラー下部９にボルトなどにより直接接合されている。
インストルメントパネル８は、スピードメータなどの計器類が配置された内装部材であり、車室前部用支持体７に取り付けられている。
【００２０】
次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、図８に示すように、自動車の側部に衝突体Ｋが衝突し、自動車に対してフロントアッパフレーム１の外側から斜め方向に衝撃Ｔが入力する。この時、自動車の側部と車室Ｃの間には衝突体Ｋからの衝撃Ｔを吸収するフレームが少ないため、図４に示すように、衝突体Ｋが自動車の側部を車室前壁部４へ押し込むように変形させる。ここで、自動車の側部近傍には、強い剛性を有するトップマウントパネル６が配置されている。このため、衝突体Ｋの衝突によりトップマウントパネル６が車室前壁部４に押し込まれると、車室前壁部４はトップマウントパネル６から局所的に大きな圧力を受けて、その箇所を起点として車室前壁部４が後方に大きく屈折するおそれがある。
【００２１】
そこで、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、車室前壁部４においてトップマウントパネル６の幅領域Ｒに対応する位置を車室Ｃ側から斜め骨格１５で支持することにより、車室前壁部４がトップマウントパネル６からの圧力により後方に屈折することを抑制することができる。この時、斜め骨格１５の後端部は、フロントピラー３に直接接合されており、車室前壁部４を強力に支持することができる。
【００２２】
また、図２および図３に示すように、斜め骨格１５の先端部は、トップマウントパネル６の幅領域Ｒのうちサスペンションの中心軸Ｌに対応する車室前壁部４の位置Ｐに接続されている。このように、斜め骨格１５がトップマウントパネル６に取り付けられたサスペンションの中心軸Ｌに対応する位置Ｐを支持することにより、車室前壁部４の屈折を確実に抑制することができる。
さらに、斜め骨格１５の先端部は、車室前壁部４においてトップマウントパネル６の上部に対応する高さ位置Ｐに接続されている。一般的に、トップマウントパネル６の上部は、トップマウントパネル６の中でも強い剛性を有する部分である。このため、トップマウントパネル６の上部に対応する高さ位置Ｐを斜め骨格１５で支持することにより、車室前壁部４の屈折をより確実に抑制することができる。
【００２３】
このように、インストルメントパネル８内に配置された車室前部用支持体７により車室前壁部４の屈折が抑制され、自動車の車室Ｃの変形を防ぐことができる。さらに、車室前部用支持体７を斜め骨格１５で構成することにより、インストルメントパネル８内における空調およびカーナビゲーションシステムなどの装置を取り付ける空間を確保しつつ車室Ｃの変形を防ぐことができる。
【００２４】
本実施の形態によれば、一対の斜め骨格１５の先端部が車室前壁部４においてトップマウントパネル６の幅領域Ｒに対応する位置に接続されると共に一対の斜め骨格１５の後端部がフロントピラーに接続されているので、車室前壁部４の屈折を抑制して車室Ｃの変形を確実に防ぐことができる。
【００２５】
実施の形態２
図５に、実施の形態２に係る車室前部用支持体２１の構成を示す。この車室前部用支持体２１は、実施の形態１の車室前部用支持体７において、一対の斜め骨格１５に換えて一対の斜め骨格２２を配置すると共に、一対の斜め骨格２２の先端部に接続される前部骨格２３と、一対の斜め骨格２２の後端部に接続される後部骨格２４とを新たに設けて環状に形成したものである。
【００２６】
前部骨格２３は、車室前壁部４に沿って車幅方向Ｗに一対の斜め骨格２２の先端部の間を延びるように設けられている。この前部骨格２３には、図６に示すように、車幅方向Ｗに互いに間隔を空けて複数のフランジ部２５が設けられており、このフランジ部２５を車室前壁部４のバルクヘッド１１にスポット溶接などにより接合することにより、前部骨格２３が車室前壁部４に沿って連続して当接されている。
【００２７】
後部骨格２４は、インストルメントパネル８内において前部骨格２３の後方に配置され、車幅方向Ｗに延びるように設けられると共にその両端部がボルトなどによりフロントピラー下部９に直接接合されている。この後部骨格２４は、ステアリングなどを支持しており、いわゆるステアリングサポートビームとしての機能も有するものである。
一対の斜め骨格２２は、実施の形態１の一対の斜め骨格１５と同様に、車室前壁部４においてトップマウントパネル６の幅領域Ｒに対応する位置に先端部が接続されると共にフロントピラー３に後端部が接続され、後端部から先端部に向かって自動車の中央部に徐々に近づくように斜めに延びている。ここで、一対の斜め骨格２２は、先端部が前部骨格２３の両端部に接合されると共に後端部が後部骨格２４に接合されている。すなわち、一対の斜め骨格２２は、前部骨格２３および後部骨格２４を介して車室前壁部４およびフロントピラー３に接続されている。
【００２８】
次に、この実施の形態の動作について説明する。
図８に示すように、自動車の側部に衝突体Ｋが衝突すると、トップマウントパネル６が大きな圧力で車室前壁部４へ押し込まれて、車室前壁部４が後方に大きく屈折するおそれがある。また、トップマウントパネル６の近傍には、トップマウントパネル６と同様に強い剛性を有するブレーキのマスターバッグが配置されており、このマスターバッグが車室前壁部４へ大きな圧力で押し込まれるおそれもある。
【００２９】
そこで、一対の斜め骨格２２で支持された前部骨格２３を車室前壁部４に沿って車幅方向Ｗに延びるように設けることにより、車室前壁部４においてトップマウントパネル６から押圧される位置を含む幅広い範囲を支持することができる。これにより、トップマウントパネル６だけでなく、その周囲に配置されるマスターバッグなどの強い剛性を有する部品から受ける圧力を支持することができ、車室前壁部４の屈折を車幅方向Ｗに広い範囲で抑制して自動車の車室Ｃの変形を防ぐことができる。
また、前部骨格２３は、車室前壁部４との間に隙間を空けずに、車室前壁部４に当接しつつ車幅方向Ｗに延びるように設けられており、これにより車室前壁部４の屈折を確実に抑制することができる。
【００３０】
また、前部骨格２３、後部骨格２４および一対の斜め骨格２２は、環状に接続されている。図８に示すように、衝突体Ｋからの衝撃Ｔが直接的に車室前壁部４に入力する場合に、その衝撃Ｔを１本の骨格、例えば前部骨格２３のみで支持すると、前部骨格２３が容易に屈折するおそれがある。そこで、車室前部用支持体２１を環状に形成することにより車室前壁部４を車室前部用支持体２１の周囲に存在する構造体全体で面状に支持することができ、車室前壁部４を強力に支持することができる。
【００３１】
このように、インストルメントパネル８内に環状の車室前部用支持体２１を設けることにより、車室前壁部４を強力に支持することができ、車室Ｃの変形を防ぐことができる。さらに、車室前部用支持体７を環状に形成することにより、インストルメントパネル８内における空調およびカーナビゲーションシステムなどの装置を取り付ける空間を確保しつつ車室Ｃの変形を防ぐことができる。
【００３２】
本実施の形態によれば、車室前部用支持体２１が環状形状を有し且つ一対の斜め骨格２２の先端部が車室前壁部４においてトップマウントパネル６の幅領域Ｒに対応する位置に接続されているので、車室前壁部４を強力に支持することができ、車室前壁部４の屈折を抑制して車室Ｃの変形を確実に防ぐことができる。
【００３３】
なお、実施の形態２において、車室前部用支持体２１は、環状に形成されていればよく、この形状に限られるものではない。例えば、図７に示すように、実施の形態２の車室前部用支持体２１において、前部骨格２３に換えて前部骨格２６を配置すると共に、一対の側部骨格２７を新たに設けることができる。
前部骨格２６は、車室前壁部４に沿って車幅方向Ｗに車室前壁部４を横断するように延びて、その両端部がボルトなどによりフロントピラー下部９に直接接合されている。この前部骨格２６には、実施の形態２の前部骨格２３と同様に、複数のフランジ部２５が設けられており、このフランジ部２５を車室前壁部４にスポット溶接などにより接合することにより、前部骨格２６が車室前壁部４に沿って連続して当接されている。
【００３４】
一対の側部骨格２７は、前部骨格２６の両端部からフロントピラー下部９に沿って後方に延びて、一対の斜め骨格２２と共に後部骨格２４に接合されている。
このように、車室前壁部４を車幅方向Ｗに横断するように前部骨格２６を設けることにより、車室前壁部４を車幅方向Ｗにわたって支持することができ、車室前壁部４の屈折を確実に抑制することができる。
【００３５】
なお、上記の実施の形態２では、後部骨格２４は、ステアリングなどを支持するステアリングサポートビームとしての機能も有していたが、後部骨格２４とは別にステアリングサポートビームを設けてもよい。
また、上記の実施の形態１および２において、車室前部用支持体は、衝突体Ｋからの衝撃Ｔを支持可能な材料、例えば鋼材および強化樹脂などから構成することができる。例えば、車室前部用支持体を強化樹脂から構成することにより、インストルメントパネル８と一体に形成することができ、インストルメントパネル８内の構成を簡便化することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  一対のフロントアッパフレーム、１ａ  フロントアッパフレームの後端部、２  一対のフロントサイドフレーム、３  一対のフロントピラー、４  車室前壁部、５  車室側壁部、６  トップマウントパネル、７，２１  車室前部用支持体、８  インストルメントパネル、９  フロントピラー下部、１０  フロントピラー上部、１１  バルクヘッド、１２  トーボード、１５，２２  一対の斜め骨格、２３  前部骨格、２４  後部骨格、２７  一対の側部骨格、２５  フランジ部、Ｅ  エンジンルーム、Ｃ  車室、Ｗ  自動車の車幅方向、Ｈ  自動車の上下方向、Ｒ  トップマウントパネルの幅領域、Ｌ  サスペンションの中心軸、Ｐ  トップマウントパネルに対応する位置、Ｍ  自動車、Ｋ  衝突体、Ｔ  衝撃。
【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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【図８】
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