JP2005119511A - 車体客室壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 重量増加無しに車体客室壁の曲げ耐力を向上する。
【解決手段】 ダッシュパネル４０は前壁部４２と後壁部４４との二重隔壁構造とされており、前壁部４２と後壁部４４とを連結する複数のリブ４６を有している。前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布は、ダッシュパネル４０に車体前方側から車体後方側に向かって荷重が作用した場合の、隣接するリブ４６間における前壁部４２の部位４２Ａまたは後壁部４４の部位４４Ａの撓み分布と同じ形状に設定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は車体客室壁構造に係り、特に、自動車等の車両における車体客室壁構造に関する。

従来、自動車等の車両における車体客室壁構造においては、ダッシュパネルをハニカムパネルで構成することによって軽量化を図った構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平２−２５４０７１号公報

しかしながら、この車体客室壁構造では、ハニカムパネルを構成する対向する２枚のパネルの大きさに比べて、２枚のパネルの間隔が極端に狭くなっていると共に、２枚のパネルを連結する各リブの板厚が一定になっている。この結果、このハニカムパネルにおいて、面直方向から作用する荷重に対して所定の曲げ耐力を確保するためには、２枚のパネル全体の板厚を厚くする必要がある。このため、重量増加無しに曲げ耐力を向上できない。

本発明は上記事実を考慮し、重量増加無しに車体客室壁の曲げ耐力を向上できる車体客室壁構造を得ることが目的である。

請求項１記載における本発明の車体客室壁構造は、車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁構造であって、
前記車外側パネルと前記車内側パネルとを連結する複数のリブを有し、
隣接する前記リブ間における前記車外側パネルと前記車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布を、前記リブ間の曲げ撓み分布と同じ方向の凸形状に設定したことを特徴とする。

従って、車体が衝突し、車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁に壁面に面直方向の荷重が作用した場合には、車外側パネルと車内側パネルとを連結する複数のリブ間における車外側パネルまたは車内側パネルの部位には、曲げ撓みが発生する。この曲げ撓みに対して、リブ間における車外側パネルと車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布が、前記リブ間の曲げ撓み分布と同じ方向の凸形状に設定されている。この結果、車外側パネルと車内側パネルとのうちの少なくとも一方の全体の板厚を厚くする必要が無く、効果的に車外側パネルまたは車内側パネルの曲げ体力を向上できる。このため、重量増加無しに車体客室壁の曲げ耐力を向上できる。

請求項２記載の本発明の車体客室壁構造は、車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁構造であって、
前記車外側パネルと前記車内側パネルとを連結する複数のリブを有し、
隣接する前記リブ間における前記車外側パネルと前記車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布を、前記リブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定したことを特徴とする。

従って、車体が衝突し、車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁に壁面に面直方向の荷重が作用した場合には、車外側パネルと車内側パネルとを連結する複数のリブ間における車外側パネルまたは車内側パネルの部位には、曲げ撓みが発生する。この曲げ撓みに対して、リブ間における車外側パネルと車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布が、前記リブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定されている。この結果、車外側パネルと車内側パネルとのうちの少なくとも一方の全体の板厚を厚くする必要が無く、効果的に車外側パネルまたは車内側パネルの曲げ体力を向上できる。このため、重量増加無しに車体客室壁の曲げ耐力を向上できる。

請求項１記載における本発明の車体客室壁構造は、車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁構造であって、車外側パネルと車内側パネルとを連結する複数のリブを有し、隣接するリブ間における車外側パネルと車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布を、リブ間の曲げ撓み分布と同じ方向の凸形状に設定したため、重量増加無しに車体客室壁の曲げ耐力を向上できるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明の車体客室壁構造は、車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁構造であって、車外側パネルと車内側パネルとを連結する複数のリブを有し、隣接するリブ間における車外側パネルと車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布を、リブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定したため、重量増加無しに車体客室壁の曲げ耐力を向上できるという優れた効果を有する。

本発明における車体客室壁構造の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図４に示される如く、本実施形態では、車体前後方向に延びるサイドメンバとしての左、右のフロントサイドメンバ１０（図４では車体右側のみを示している）の前端１２に、フロントバンパのバンパリインフォースメント１４が架設されており、バンパリインフォースメント１４は車幅方向に沿って延設されている。

また、フロントサイドメンバ１０の前部はクラッシュボックス１６となっており、クラッシュボックス１６の車体後方側、即ち、車体客室１８側は、車体前後方向に直線状に延びるフロントサイドメンバ１０のサイドメンバ本体部２０となっている。

図２に示される如く、サイドメンバ本体部２０の車体後方側には、アルミの押出し材で構成されたエネルギ吸収部３０が配設されており、エネルギ吸収部３０の後端下部からは、フロントサイドメンバ１０の後部３２が車体客室１８の下方へ向かって延設されている。

また、エネルギ吸収部３０の車幅方向から見た形状は、車体前後方向を長手方向とする矩形状となっており、エネルギ吸収部３０の車体後方側には車体客室壁としてのダッシュパネル４０が配設されている。なお、ダッシュパネル４０はアルミの押出し材で構成されている。

図１に示される如く、ダッシュパネル４０は、車外側パネルとしての前壁部４２と車内側パネルとしての後壁部４４との二重隔壁構造とされており、前壁部４２と後壁部４４とを連結する複数のリブ４６を有している。また、複数のリブ４６は略水平方向に沿って平行に配設されており、複数のリブ４６は車体上下方向に所定の間隔Ｈを開けて車幅車幅方向に沿って延設されている。なお、隣接するリブ４６の間隔Ｈは、ダッシュパネル４０の厚さＷ以下の値に設定されており、ダッシュパネル４０の厚さＷに対してダッシュパネル４０の高さＨ（図２参照）が極端に大きくなっている。

図４に示される如く、エネルギ吸収部３０の車体上下方向から見た平面視形状は、車体端部側である車体前方側から車体客室１８側である車体後方側に向かって広幅とされた台形となっており、エネルギ吸収部３０の前端部３０Ａは、サイドメンバ本体部２０の後端部２０Ａに連結されている。また、エネルギ吸収部３０の車幅方向外側後端部３０Ｂは、ダッシュパネル４０を挟んでフロントピラー３２に連結されており、エネルギ吸収部３０の車幅方向内側後端部３０Ｃは、ダッシュパネル４０を挟んでフロアトンネル部３４に連結されている。

従って、車体前突時にサイドメンバ本体部２０からエネルギ吸収部３０を介してダッシュパネル４０に車体前方側から車体後方側に向かって衝突荷重Ｆが作用した場合に、ダッシュパネル４０には、エネルギ吸収部３０の車幅方向外側後端部３０Ｂ近傍の垂直軸Ｚ１廻りの曲げモーメントＭ１と、車幅方向内側後端部３０Ｃ近傍の垂直軸Ｚ２廻りの曲げモーメントＭ２とが作用するようになっている。

この時、図３（Ａ）に示される如く、隣接するリブ４６間における前壁部４２の部位４２Ａまたは後壁部４４の部位４４Ａの各変形モードは、各部位４２Ａ、４４Ａの中央部に集中荷重が作用する両端固定梁のモードと一致する。このため、各部位４２Ａ、４４Ａのモーメント分布Ｍは図３（Ｂ）に示されるように各部位４２Ａ、４４Ａの中央をピーク値とする山形形状になると共に、各部位（各梁）４２Ａ、４４Ａの撓み分布Ｙは図３（Ｃ）に示されるように各部位４２Ａ、４４Ａの中央をピーク値とする湾曲形状になる。

このため、本実施形態では、ダッシュパネル４０の前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布を、図１に示される如く、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定している。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、車体が衝突し、車体前後方向に直線状に延びるフロントサイドメンバ１０のサイドメンバ本体部２０に車体前方側から車体後方側に向かって荷重Ｆが作用した場合には、サイドメンバ本体部２０からエネルギ吸収部３０を介してダッシュパネル４０に車体前方側から車体後方側に向かって荷重Ｆが作用する。

この場合、ダッシュパネル４０には、エネルギ吸収部３０の車幅方向外側後端部３０Ｂ近傍の垂直軸Ｚ１廻りの曲げモーメントＭ１と、車幅方向内側後端部３０Ｃ近傍の垂直軸Ｚ２廻りの曲げモーメントＭ２とが作用し、図３（Ａ）に示される如く、隣接するリブ４６間における前壁部４２の部位４２Ａまたは後壁部４４の部位４４Ａの各変形モードが、各部位４２Ａ、４４Ａの中央部に荷重が集中する両端固定梁のモードと一致する。このため、各部位４２Ａ、４４Ａのモーメント分布Ｍは図３（Ｂ）に示されるようになると共に、各部位４２Ａ、４４Ａの撓み分布Ｙは図３（Ｃ）に示されるようになる。

これに対して、本実施形態では、ダッシュパネル４０の前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布が、図１に示される如く、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定されている。

この結果、図５に実線で示すように本実施形態のダッシュパネル４０における荷重特性Ｆにおいて、弾性変形から塑性変形へ移行するストロークＳ１における点Ｐ１の荷重は、ダッシュパネル４０の前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２を一定の厚さとした同質量のダッシュパネルを有する比較例の構成における荷重特性Ｆ１（図５の破線）における、弾性変形から塑性変形へ移行するストロークＳ１における点Ｐ２の荷重に比べて大きくなる。

従って、本実施形態では、ダッシュパネル４０の重量増加無しにダッシュパネル４０の曲げ耐力を向上できる。また、ダッシュパネル４０の厚さＷも厚くならない。この結果、限られたスペースでダッシュパネル４０の所定の曲げ耐力が確保できるため、エンジンコンパーメント及び車体客室内スペースの有効活用が可能となる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布を、図１に示される如く、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定したが、これに代えて、図６に示される如く、前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布を、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ方向の三角形の凸形状に設定した構成としても良い。

また、図７に示される如く、前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布を、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ方向の矩形の凸形状に設定した構成としても良い。

また、上記実施形態では、前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとの双方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布を、図１に示される如く、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定したが、これに代えて、前壁部４２の部位４２Ａと後壁部４４の部位４４Ａとのうちの一方の板厚Ｋ１、Ｋ２の分布のみを、図３（Ｃ）に示されるリブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定した構成としても良い。

また、本発明の車体客室壁構造は、ダッシュパネル４０以外の車体客室壁構造にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造のダッシュパネルを示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造を示す概略側面図である。 （Ａ）は本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造の作用説明図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造のダッシュパネルのモーメント分布図であり、（Ｃ）は本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造のダッシュパネルのリブ間の曲げ撓み分布図である。 本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車体客室壁構造の荷重とストロークとの関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る車体客室壁構造のダッシュパネルを示す側断面図である。 本発明の他の実施形態に係る車体客室壁構造のダッシュパネルを示す側断面図である。

符号の説明

１０ フロントサイドメンバ
１８ 車体客室
２０ サイドメンバ本体部
３０ エネルギ吸収部
４０ ダッシュパネル（車体客室壁）
４２ ダッシュパネルの前壁部（車外側パネル）
４４ ダッシュパネルの後壁部（車内側パネル）
４６ リブ

Claims (2)

1. 車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁構造であって、
   前記車外側パネルと前記車内側パネルとを連結する複数のリブを有し、
   隣接する前記リブ間における前記車外側パネルと前記車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布を、前記リブ間の曲げ撓み分布と同じ方向の凸形状に設定したことを特徴とする車体客室壁構造。
2. 車外側パネルと車内側パネルとの二重隔壁構造とされた車体客室壁構造であって、
   前記車外側パネルと前記車内側パネルとを連結する複数のリブを有し、
   隣接する前記リブ間における前記車外側パネルと前記車内側パネルとのうちの少なくとも一方の板厚分布を、前記リブ間の曲げ撓み分布と同じ形状に設定したことを特徴とする車体客室壁構造。

Images