(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インストルメントパネルを挟むように配置された一対のフロントピラーがインストルメントパネルの側部に対向して上下方向に延びるように配置された一対のフロントピラー下部を有し、上縁部と下縁部が上下方向に拡がるように形成された一対のフロントアッパフレームの後端部が前記一対のフロントピラーに接続された自動車の車室前部を支持する車室前部用支持体であって、
インストルメントパネル内において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、
前記インストルメントパネル内において前記前部骨格の後方に配置され、前記車幅方向に延びるように設けられて車体に接続された後部骨格と、
前記自動車の前後方向に延びるように設けられ、前記一対のフロントピラー下部を支持するように、前記一対のフロントピラー下部において前記一対のフロントアッパフレームの下縁部が接続される接続部の後側近傍に先端部が接続されると共に前記後部骨格に後端部が接続される一対の側部骨格と
を備え、
前記前部骨格、前記後部骨格および前記一対の側部骨格は、環状に接続される車室前部用支持体。
【請求項２】
前記一対の側部骨格は、前記一対のフロントピラー下部において前記一対のフロントアッパフレームの下縁部が接続される前記接続部と前記一対のフロントピラー下部の上下方向の中央部との間に前記先端部が接続される請求項１に記載の車室前部用支持体。
【請求項３】
前記前部骨格は、前記インストルメントパネルの前方を覆うように配置された車室前壁部に沿って前記車幅方向に延びるように設けられ、
前記一対の側部骨格の先端部から前方に延びて前記前部骨格の両端部に接続される一対の延長骨格をさらに備える請求項１または２に記載の車室前部用支持体。
【請求項４】
前記一対の側部骨格は、前記一対のフロントピラーに前記先端部が直接接合される請求項１〜３のいずれか一項に記載の車室前部用支持体。
【請求項５】
前記後部骨格は、前記インストルメントパネル内においてステアリングを支持するステアリングサポートビームからなる請求項１〜４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では、自動車の車幅方向に延びる１本のインパネブラケット（ステアリングサポートビーム）によりヒンジピラー（フロントピラー）を支持しており、フロントピラーの変形を確実に抑制することが困難であった。
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１本のステアリングサポートビームに加えられるため、フロントピラー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、自動車のフロントピラー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を挟むように配置された一対のフロントピラーがインストルメントパネルの側部に対向して上下方向に延びるように配置された一対のフロントピラー下部を有し、上縁部と下縁部が上下方向に拡がるように形成された一対のフロントアッパフレームの後端部が一対のフロントピラーに接続された自動車の車室前部を支持する車室前部用支持体であって、インストルメントパネル内において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、インストルメントパネル内において前部骨格の後方に配置され、車幅方向に延びるように設けられて車体に接続された後部骨格と、自動車の前後方向に延びるように設けられ、一対のフロントピラー下部を支持するように、一対のフロントピラー下部において一対のフロントアッパフレームの下縁部が接続される接続部の後側近傍に先端部が接続されると共に後部骨格に後端部が接続される一対の側部骨格とを備え、前部骨格、後部骨格および一対の側部骨格は、環状に接続されるものである。
【０００８】
ここで、一対の側部骨格は、一対のフロントピラー下部において一対のフロントアッパフレームの下縁部が接続される接続部と一対のフロントピラー下部の上下方向の中央部との間に先端部が接続されることが好ましい。
【０００９】
また、前部骨格は、インストルメントパネルの前方を覆うように配置された車室前壁部に沿って車幅方向に延びるように設けられ、一対の側部骨格の先端部から前方に延びて前部骨格の両端部に接続される一対の延長骨格をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
また、一対の側部骨格は、一対のフロントピラーに先端部が直接接合することができる。
【００１１】
また、後部骨格は、インストルメントパネル内においてステアリングを支持するステアリングサポートビームからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、一対の側部骨格の先端部が一対のフロントピラーにおいて一対のフロントアッパフレームの下縁部が接続される接続部近傍に接続されると共に前部骨格、後部骨格および一対の側部骨格が環状に接続されるので、自動車のフロントピラー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】
【００１３】
【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部分断面図である。
【図３】フロントピラー下部に対する車室前部用支持体の配置を示す側面図である。
【図４】フロントピラー下部の中央部が屈折する様子を示す図である。
【図５】フロントピラー下部が捩じられる様子を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２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７】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】
【００１４】
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１８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。
【００１５】
フロントアッパフレーム１は、後端部１８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１８は、上下方向に拡がるように形成されており、後端部１８の上縁部１８ａ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１８の下縁部１８ｂ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。
【００１６】
フロントピラー３は、インストルメントパネル８を挟む位置に上下方向に延びるように配置された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。フロントピラー下部９の上端部にはフロントアッパフレームの上縁部１８ａが接続されると共にフロントピラー下部９の中央部近傍にはフロントアッパフレーム１の下縁部１８ｂが接続されている。また、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１８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。
【００１７】
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、上部が外部に開放された箱形状を有し、その内部にはワイパー装置などを収容する収容部１３が形成されている。
【００１８】
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。このトーボード１２の上縁部は、後方に屈折され、バルクヘッド１１の下面に対向するように上面が形成されている。そして、トーボード１２の上面が、バルクヘッド１１の下面とスポット溶接などにより接合されている。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。
【００１９】
車室前部用支持体７は、インストルメントパネル８内に配置され、前部骨格１５と、後部骨格１６と、一対の側部骨格１７とを環状に接続して構成されている。
前部骨格１５は、フロントピラー下部９の間を車幅方向Ｗに延びるように設けられ、その両端部が一対の側部骨格１７の先端部に接合されている。
【００２０】
後部骨格１６は、インストルメントパネル８内において前部骨格１５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の後縁部近傍に直接接合されている。この後部骨格１６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。
【００２１】
一対の側部骨格１７は、自動車の前後方向に延びるように設けられ、先端部がボルトなどでフロントピラー下部９に直接接合されると共に後端部が後部骨格１６に接合されている。ここで、一対の側部骨格１７の先端部は、図３に示すように、フロントピラー下部９においてフロントアッパフレーム１の下縁部１８ｂが接続される接続部の後側に近接して配置されている。
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。
【００２２】
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、その衝撃Ｔがフロントアッパフレーム１を介して直接的にフロントピラー３に入力される。この時、図３に示すように、フロントアッパフレーム１の後端部１８は上下方向に拡がるように形成されており、上縁部１８ａがフロントピラー下部９の上端部に接続されると共に下縁部１８ｂがフロントピラー下部９の上端部と下端部の間に接続されている。
【００２３】
このため、フロントアッパフレーム１の上縁部１８ａを伝達した衝撃Ｔは、フロントピラー下部９の上端部から後方に延びるフロントピラー上部１０に沿って自動車Ｍの後方に伝達される。これに対して、フロントアッパフレーム１の下縁部１８ｂを伝達した衝撃Ｔは、フロントピラー下部９を後方に変形させるようにフロントピラー下部９に入力される。
そこで、側部骨格１７の先端部をフロントピラー下部９においてフロントアッパフレーム１の下縁部１８ｂの接続部近傍に直接接合すると共に側部骨格１７の後端部を一対のフロントピラー下部９に接合された後部骨格１６に接合することにより、フロントピラー下部９を前方に支持し、フロントピラー下部９が後方へ変形することを抑制することができる。
【００２４】
また、フロントピラー下部９には、図４に示すように、衝突体Ｋにタイヤ１９などの部品が押し込まれることにより、上下方向における中央部近傍を後方へ屈折するような衝撃Ｔが入力されるおそれがある。このため、側部骨格１７の先端部は、フロントピラー下部９の上下方向においてフロントアッパフレーム１の下縁部１８ｂの接続部とフロントピラー下部９の中央部との間に接合することが好ましい。これにより、様々な衝撃Ｔが入力されるフロントピラー下部９を包括的に支持することができ、フロントピラー下部９が後方へ変形することを確実に抑制することができる。
【００２５】
さらに、フロントピラー下部９は、図５に示すように、衝突体Ｋにタイヤ１９などが押し込まれることにより捩じられるように変形し、前縁部が内側に引っ張られると共に後縁部が側方へ引っ張られるような荷重を受ける場合もある。
そこで、後部骨格１６をフロントピラー下部９の後縁部近傍に直接接合することによりフロントピラー下部９の後縁部を支持し、フロントピラー下部９の捩じれを抑制することができる。また、フロントピラー下部９において側方へ大きく捩じられる中央部近傍に前部骨格１５と後部骨格１６を配置することにより、フロントピラー下部９の捩じれを確実に抑制することができる。
【００２６】
また、前部骨格１５、後部骨格１６および一対の側部骨格１７は、環状に接続されている。衝突体Ｋからの衝撃Ｔを１本の骨格、例えば側部骨格１７のみで支持した場合には、側部骨格１７が容易に屈折してフロントピラー下部９が大きく変形するおそれがある。そこで、車室前部用支持体７を環状に形成することによりフロントピラー下部９を車室前部用支持体７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、フロントピラー下部９を強力に支持することができる。
【００２７】
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７を設けることにより、フロントピラー下部９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。
【００２８】
本実施の形態によれば、車室前部用支持体７が環状形状を有し且つ側部骨格１７の先端部がフロントピラー下部９とフロントアッパフレーム１の接続部近傍に接続されているため、フロントピラー３の変形を抑制して車室Ｃの変形を確実に防ぐことができる。
【００２９】
実施の形態２
実施の形態１では、前部骨格１５は、一対の側部骨格１７の先端部に接合されていたが、車室前部用支持体７を環状に形成することができればよく、これに限られるものではない。
例えば、図６に示すように、実施の形態１の車室前部用支持体７に換えて車室前部用支持体２１を配置することができる。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、前部骨格１５に換えて前部骨格２２を配置すると共に一対の延長骨格２３を新たに設けたものである。
【００３０】
前部骨格２２は、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、その両端部がボルトなどでフロントピラー下部９に直接接合されている。
一対の延長骨格２３は、フロントピラー下部９に沿って前後方向に延びるように配置され、先端部が前部骨格２２の両端部に接合されると共に後端部が一対の側部骨格１７の先端部に接合されている。
【００３１】
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、衝突体Ｋからの衝撃Ｔが、実施の形態１に示すようにフロントピラー３に入力される一方、一対のフロントピラー３の間に配置された車室前壁部４にも直接的に入力される。特に、車室前壁部４の前側に配置されたトップマウントパネル６は強い剛性を有するため、衝突体Ｋからの衝撃Ｔ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が後方へ容易に屈折されるおそれがある。
そこで、前部骨格２２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を前方へ支持し、車室前壁部４が後方へ屈折することを抑制することができる。
【００３２】
ここで、前部骨格２２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ることが好ましい。
例えば、前部骨格２２は、図７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２４を設け、このフランジ部２４を車室前壁部４のトーボード１２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２２を車室前壁部４に当接させることができる。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。
【００３３】
また、前部骨格２２は、一対の延長骨格２３により前方に支持されている。この一対の延長骨格２３は、後端部が側部骨格１７を介してフロントピラー下部９に接続されており、前部骨格２２を強力に支持することができる。
【００３４】
また、一対の側部骨格１７の先端部が、フロントピラー下部９においてフロントアッパフレーム１の下縁部１８ｂの接続部近傍に直接接合されているため、実施の形態１と同様に、フロントピラー下部９が後方へ変形することを抑制することができる。
【００３５】
さらに、車室前部用支持体２１を環状に形成することにより、フロントピラー下部９および車室前壁部４の変形を構造体全体で面状に支持することができ、フロントピラー下部９および車室前壁部４の変形を確実に抑制することができる。
本実施の形態によれば、前部骨格２２が車室前壁部４に沿って車幅方向Ｗに延びるように設けられることにより、フロントピラー３の変形だけでなく車室前壁部４の変形を抑制することができ、自動車の客室Ｃが変形することを確実に防ぐことができる。
【００３６】
なお、上記の実施の形態１および２では、後部骨格１６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１６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】
【００３７】
１  一対のフロントアッパフレーム、１８  フロントアッパフレームの後端部、１８ａ  フロントアッパフレームの上縁部、１８ｂ  フロントアッパフレームの下縁部、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、１３  収容部、１５，２２  前部骨格、１６  後部骨格、１７  一対の側部骨格、１９  タイヤ、２３  一対の延長骨格、２４  フランジ部、Ｅ  エンジンルーム、Ｃ  車室、Ｗ  車幅方向、Ｍ  自動車、Ｋ  衝突体、Ｔ  衝撃。
【図１】
0006521427.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006521427.tif 000004
【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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