JP2015044555A - 車両の車体骨格構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のオフセット衝突時に、衝撃力を効果的に緩和して車体の前部が局部的に大きくは変形しないようにし、もって、乗員の保護がより確実に達成できるようにする。【解決手段】車両の車体骨格構造は、左右フロントピラー１０の各中途部に架設されるフロントカウルと、フロントカウルから下方に向かって延出するダッシュパネルと、フロントカウルおよび／もしくはダッシュパネルの各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、後端部が各フロントピラー１０のピラーインナパネル２８の部分に結合される左右ブレース２０とを備える。ピラーインナパネル２８の部分に、車体２の内側方に向かって膨出する膨出部３５を形成し、膨出部３５にブレース２０の後端部を結合する。膨出部３５とは別体として膨出部３５の車体２の外側方近傍で車体２の前後方向に延び、フロントピラー１０に結合される補強板３２を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、車両が前進走行中に、車体の一側部がわの前方に位置する何らかの物体に衝突（オフセット衝突）したとき、その衝撃力を効果的に緩和して車体の前部が局部的に大きくは変形しないようにするための車両の車体骨格構造に関するものである。

上記車両の車体骨格構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車両の車体骨格構造は、それぞれ上下方向に延び、車体の幅方向で互いに対面して結合されるピラーアウタ、ピラーインナパネルを有する左右フロントピラーと、車体の幅方向に延び、上記左右フロントピラーの上下方向の各中途部に架設されるフロントカウルと、このフロントカウルから下方に向かって延出すると共に上記左右フロントピラーの各下部がわに架設されるダッシュパネルと、上記フロントカウルの各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、その後端部が上記各フロントピラーのピラーインナパネルの部分に結合される左右ブレースとを備えている。

そして、車両のオフセット衝突時に、その衝撃力が上記フロントカウルの車体の一側部がわの部分に与えられたときには、この一側部がわの部分は、車体の上記一側部に位置するフロントピラーをほぼ中心として後外側方に向かって回動変形しようとする。すると、この場合、上記一側部がわの部分に与えられた衝撃力は、上記ブレースとフロントピラーの上下方向の中途部とが順次担持して、上記回動変形が防止される。このようにして、オフセット衝突時に車体の前部が局部的に大きく変形することが防止され、乗員がより確実に保護されるようになっている。

特開２００７−３０７２０号公報

ところで、上記したようにオフセット衝突時には、その衝撃力は上記ブレースとフロントピラーの中途部とが順次担持して車体の前部が局部的に大きく変形することが防止されるようになっている。しかし、車両が軽自動車や小型車の場合、上記フロントピラーの上下方向の各部断面積を大きくするなどして、その剛性を大きくするには限度がある。

このため、上記したようにオフセット衝突時の衝撃力をフロントピラーの中途部が担持したとき、上記フロントピラーの中途部が車体の外側方に向かって屈曲変形するおそれを生じる。そして、このような屈曲変形が生じたとすると、これに連動して車体の前部が局部的に大きく変形しがちとなるが、これは乗員の保護上、好ましくない。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、車両のオフセット衝突時に、その衝撃力を効果的に緩和して車体の前部が局部的に大きくは変形しないようにし、もって、乗員の保護がより確実に達成できるようにすることである。

請求項１の発明は、それぞれ上下方向に延び、車体２の幅方向で互いに対面して結合されるピラーアウタ、ピラーインナパネル２７，２８を有する左右フロントピラー１０と、車体２の幅方向に延び、上記左右フロントピラー１０の上下方向の各中途部に架設されるフロントカウル１７と、このフロントカウル１７から下方に向かって延出すると共に上記左右フロントピラー１０の各下部がわに架設されるダッシュパネル１８と、上記フロントカウル１７および／もしくはダッシュパネル１８の各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、その後端部が上記各フロントピラー１０のピラーインナパネル２８の部分に結合される左右ブレース２０とを備えた車両の車体骨格構造において、
上記ピラーインナパネル２８の部分に、車体２の内側方に向かって膨出する膨出部３５を形成し、この膨出部３５に上記ブレース２０の後端部を結合し、上記膨出部３５とは別体としてこの膨出部３５の車体２の外側方近傍で車体２の前後方向に延び、上記フロントピラー１０に結合される補強板３２を設けたことを特徴とする車両の車体骨格構造である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、それぞれ上下方向に延び、車体の幅方向で互いに対面して結合されるピラーアウタ、ピラーインナパネルを有する左右フロントピラーと、車体の幅方向に延び、上記左右フロントピラーの上下方向の各中途部に架設されるフロントカウルと、このフロントカウルから下方に向かって延出すると共に上記左右フロントピラーの各下部がわに架設されるダッシュパネルと、上記フロントカウルおよび／もしくはダッシュパネルの各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、その後端部が上記各フロントピラーのピラーインナパネルの部分に結合される左右ブレースとを備えた車両の車体骨格構造において、
上記ピラーインナパネルの部分に、車体の内側方に向かって膨出する膨出部を形成し、この膨出部に上記ブレースの後端部を結合し、上記膨出部とは別体としてこの膨出部の車体の外側方近傍で車体の前後方向に延び、上記フロントピラーに結合される補強板を設けており、次の効果が生じる。

即ち、車両の前進走行中でのオフセット衝突時に、初期段階において、その衝撃力がフロントカウルおよび／もしくはダッシュパネルの車体の一側部がわの部分に伝達されたときには、この一側部がわの部分は、車体の上記一側部に位置するフロントピラーをほぼ中心として後外側方に向かって回動変形しようとする。すると、上記一側部がわの部分の回動変形に連動して、上記ブレースはその長手方向に向かって後方移動させられ、この際、このブレースの後端部により、上記膨出部はその膨出方向とは逆の方向に向かって直ちにかつ円滑に押圧変形させられる。よって、その分、オフセット衝突の初期段階で、その衝撃力のエネルギーがある程度吸収される。

また、上記の場合、後方移動するブレースの後端部は上記補強板に圧接しがちとなるが、この補強板によって上記フロントピラーは補強されているため、このフロントピラーは上記ブレースの後端部からの圧接力に十分に対抗する。

次に、上記オフセット衝突の中、後期段階において、上記一側部がわの部分が更に回動変形し、上記ブレースがその長手方向に向かって更に後方移動させられると、上記膨出部のうち、上記ブレース後端部によって押圧変形させられた部分は、直ちにかつ円滑に上記補強板に圧接させられながら後方に向かって摺動させられ、これに伴い、上記膨出部の後部はその膨出方向に向かって盛り上がるよう屈曲変形させられる。よって、その分、オフセット衝突の中、後期段階で、その衝撃力のエネルギーが更に吸収される。

また、上記の場合、後方移動するブレースの後端部は上記補強板に圧接しながら後方に向かって摺動するため、上記フロントピラーが上記ブレースの後端部から車体の外側方に向かう大きい外力を与えられることは防止される。

この結果、オフセット衝突時の衝撃力は効果的に緩和されると共に、上記一側部がわの部分の回動変形に連動して上記フロントピラーが車体の外側方に向かって屈曲変形することは防止されることから、オフセット衝突時に、車体の上記一側部において、上記フロントピラーに対しその前方から直接的に伝達されてきた衝撃力は、そのまま車体の後部がわに伝達されて車体の各部に全体的に分散させられる。よって、オフセット衝突時に、車体の前部が局部的に大きく変形することは防止されて、乗員の保護がより確実に達成可能とされる。

また、上記したオフセット衝突時における乗員の確実な保護という効果は、上記フロントピラーの各部構造を工夫するなど簡単な構成で達成可能である。よって、その分、上記効果は、車体の生産性を良好に維持しつつ達成でき、極めて有益である。

図４の部分拡大断面図である。 車体内部から見た車体前部の簡略側面部分断面図である。 図２で示したものの斜視図である。 図２のIV−IV線矢視断面図である。 図１に相当する図で、作用説明図である。 図１に相当する図で、他の作用説明図である。

本発明の車両の車体骨格構造に関し、車両のオフセット衝突時に、その衝撃力を効果的に緩和して車体の前部が局部的に大きくは変形しないようにし、もって、乗員の保護がより確実に達成できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための形態は、次の如くである。

即ち、車両の車体骨格構造は、それぞれ上下方向に延び、車体の幅方向で互いに対面して結合されるピラーアウタ、ピラーインナパネルを有する左右フロントピラーと、車体の幅方向に延び、上記左右フロントピラーの上下方向の各中途部に架設されるフロントカウルと、このフロントカウルから下方に向かって延出すると共に上記左右フロントピラーの各下部がわに架設されるダッシュパネルと、上記フロントカウルおよび／もしくはダッシュパネルの各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、その後端部が上記各フロントピラーのピラーインナパネルの部分に結合される左右ブレースとを備える。

上記ピラーインナパネルの部分に、車体の内側方に向かって膨出する膨出部が形成され、この膨出部に上記ブレースの後端部が結合される。上記膨出部とは別体としてこの膨出部の車体の外側方近傍で車体の前後方向に延び、上記フロントピラーに結合される補強板が設けられる。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図１〜４において、符号１は、自動車で例示される車両であり、矢印Ｆｒは、この車両１の進行方向の前方を示している。また、下記する左右とは、上記前方に向かっての車両１の車体２の幅方向をいうものとする。

車両１は、板金製の上記車体２と、この車体２の前、後部に不図示のサスペンションにより懸架されるそれぞれ左右一対の前車輪３および不図示の後車輪とを備えている。上記車体２は、その幅方向の中央を通る中央線を基準として左右対称形とされる。

車体２は、その下部を構成し車体２の前後方向に延びる左右サイドメンバ６と、これら左右サイドメンバ６の各前端部同士を結合するラジエータサポート７と、上記左右サイドメンバ６の前後方向の各部同士を結合する不図示のクロスメンバとを備えている。

また、車体２は、この車体２の左右各側部において、この車体２の前側部を構成して上下方向に延び、その下端部が上記サイドメンバ６がわに結合されるフロントピラー１０と、このフロントピラー１０の上下方向の中途部から前方に向かって突設されるエプロンメンバ１１と、上記サイドメンバ６の前部とエプロンメンバ１１の突出部との間に架設され、上記前車輪３の前部がわをその上方から覆うと共に上記サスペンションを介し上記前車輪３を支持するサスペンションタワー１２と、このサスペンションタワー１２の後部に連設されて上記前車輪３の後部をその上方から覆うホイールハウス１３と、上記サイドメンバ６の前端部、上記エプロンメンバ１１の前端部、および上記サスペンションタワー１２の前部を互いに結合させる結合パネル１４とを備えている。

また、車体２は、この車体２の上面部を構成し、上記左右フロントピラー１０の各上端部に架設される不図示のルーフパネルと、車体２の幅方向に延び、上記左右フロントピラー１０の上下方向の各中途部に架設され、これら各中途部を結合させるフロントカウル１７と、このフロントカウル１７から下方に向かって延びると共に車体２の幅方向に延びて上記左右フロントピラー１０の各下部がわに架設されるダッシュパネル１８とを備えている。この場合、このダッシュパネル１８の左右各側端縁部は上記各フロントピラー１０の下部に直接もしくは間接に結合される。

また、車体２は、上記ダッシュパネル１８の下端縁部から車体２の後方に向かって延び、上記左右サイドメンバ６上に支持されるフロアパネル１９と、上記フロントカウル１７の左右各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって直線的に延出し、その後端部が上記各フロントピラー１０に結合される左右ブレース２０とを備えている。

車体２の左右各側部において、上記フロントピラー１０の上下方向の中途部、エプロンメンバ１１の後端部、およびフロントカウル１７の側端部はスポット溶接Ｓ１，Ｓ２により互いに結合される。また、上記エプロンメンバ１１、サスペンションタワー１２の上端部、フロントカウル１７の側端部、およびダッシュパネル１８は互いに結合される。

上記サイドメンバ６、ラジエータサポート７、フロントピラー１０、エプロンメンバ１１、サスペンションタワー１２、結合パネル１４、フロントカウル１７、およびブレース２０は、車体２の骨格部材を構成している。そして、上記サイドメンバ６、ラジエータサポート７、エプロンメンバ１１、サスペンションタワー１２、結合パネル１４、フロントカウル１７、およびダッシュパネル１８で囲まれた空間がエンジンルーム２３とされる。また、上記フロントピラー１０、ホイールハウス１３、フロントカウル１７、ダッシュパネル１８、およびフロアパネル１９で囲まれた空間が乗員の居住域である車室２４とされる。

上記フロントピラー１０は、車体２の幅方向で互いに対面するピラーアウタ、ピラーインナパネル２７，２８を有している。上記ピラーアウタパネル２７は、その上下方向の各部断面が車体２の内側方に向かって開くハット形状とされる。一方、上記ピラーインナパネル２８は、その上下方向の各部断面が車体２の前後方向に直線的に延びる平板形状とされる。そして、上記ピラーアウタ、ピラーインナパネル２７，２８は、その各前、後端縁部がスポット溶接Ｓ２，Ｓ３によって互いに結合され、剛性の大きい中空閉断面構造とされる。

上記フロントピラー１０は、上記ピラーアウタパネル２７の後部内に挿入されるフロントピラー１０の補強用の補強パネル２９を有している。この補強パネル２９は、その上下方向の各部断面が車体２の内側方に向かって開くハット形状とされる。上記フロントピラー１０の各構成パネル２７〜２９の各後端縁部はスポット溶接Ｓ３により互いに結合される。また、上記ピラーアウタパネル２７と補強パネル２９との各前後方向の中途部はスポット溶接Ｓ４により互いに結合される。また、上記ピラーインナパネル２８の前後方向の中途部と上記補強パネル２９の前端縁部とはスポット溶接Ｓ５により互いに結合される。

上記フロントピラー１０は、上記ピラーアウタパネル２７の上下方向の中途部における前部内にフロントピラー１０の補強用のバルクヘッドとして挿入される前補強板３１と、上記補強パネル２９の上下方向の中途部内にフロントピラー１０の補強用のバルクヘッドとして挿入される後補強板３２とを備えている。上記ピラーアウタパネル２７と前補強板３１とはスポット溶接Ｓ６，Ｓ７により互いに結合される。また、上記補強パネル２９と後補強板３２とはスポット溶接Ｓ４，Ｓ８により互いに結合される。

上記ピラーインナパネル２８の上下方向の中途部に、車体２の内側方に向かって膨出する上下一対の膨出部３５，３５が形成される。これら各膨出部３５は、それぞれ車体２の前後方向に直線的に延びるビードとされ、上記ピラーインナパネル２８の幅方向（車体２の前後方向）のほぼ全体にわたり形成される。一方、前記フロントカウル１７の後部を構成する後面板３７の後面にはスポット溶接Ｓ９，Ｓ１０により支持板３８が結合される。前記ブレース２０の前端部は、上記支持板３８に上下一対の締結具４０，４０により結合され、つまり、上記支持板３８を介し上記フロントカウル１７に結合される。一方、上記ブレース２０の後端部は上記上下各膨出部３５にそれぞれ他の締結具４１により結合される。

上記エプロンメンバ１１、フロントカウル１７、ブレース２０、前、後補強板３１，３２、各膨出部３５、および支持板３８は、上下方向で同じところに位置させられる。また、車体２の平面視（図４）で、上記サスペンションタワー１２の上端後部における外周面のほぼ接線Ａ上に上記ブレース２０が配置される。

前記前、後補強板３１，３２は、上記膨出部３５が形成されたピラーインナパネル２８とは別体に設けられる。そして、上記前、後補強板３１，３２のそれぞれ車体２の内側方の端面３１ａ，３２ａは、上記各膨出部３５，３５の車体２の外側方近傍に位置して車体２の前後方向に直線的に延びている。

なお、上記ブレース２０の前端部は上記フロントカウル１７に直接結合してもよく、この結合はスポット溶接によるものであってもよい。また、上記ブレース２０の後端部は上記フロントピラー１０のピラーインナパネル２８にスポット溶接により結合してもよい。また、上記膨出部３５は単一でもよく、３本以上でもよく、また、車体２の側面視で円形や楕円形状であってもよい。

また、上記ブレース２０は、図２中一点鎖線で示すように、ダッシュパネル１８の各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、その後端部が上記各フロントピラー１０のピラーインナパネル２８の膨出部３５に結合されるものであってもよい。また、上記ブレース２０の前端部は上記フロントカウル１７とダッシュパネル１８とに跨るよう結合させてもよい。

そして、車両１の前進走行中でのオフセット衝突時には、その衝撃力Ｆは、図２〜４中、矢印Ｂで示すように、車体２の一側部において、ラジエータサポート７、サイドメンバ６、結合パネル１４、およびエプロンメンバ１１を順次通して上記フロントピラー１０に対しその前方から直接的に伝達され、更に、このフロントピラー１０から車体２の後部がわに伝達されて車体２の各部に全体的に分散される。

また、その一方、上記衝撃力Ｆは、上記した結合パネル１４から上記サスペンションタワー１２、フロントカウル１７および／もしくはダッシュパネル１８、ブレース２０、およびフロントピラー１０に順次伝達されることがある。ここで、上記衝撃力Ｆによって、サスペンションタワー１２の上部における車体２の内側部が、図４図示の前記接線Ａに沿うよう回動など移動して、上記衝撃力Ｆを上記ブレース２０に伝達する場合には、このブレース２０はその長手方向に向かう軸方向力として衝撃力Ｆを大きい値のままで上記フロントピラー１０に伝達しがちとなる。このため、このフロントピラー１０は、上記ブレース２０を介して上記衝撃力Ｆを強固に担持できるが、その反面、この衝撃力Ｆによって車体２の外側方に向かって容易に屈曲させられがちとなる。そして、このようにフロントピラー１０が屈曲させられると、このフロントピラー１０に伝達されてきた衝撃力Ｆは、このフロントピラー１０から車体２の後部がわへの伝達が阻害されることとなる。

しかし、上記構成によれば、上記オフセット衝突時に、上記フロントカウル１７および／もしくはダッシュパネル１８と上記ブレース２０とを通し上記フロントピラー１０に衝撃力Ｆが伝達される場合であっても、このフロントピラー１０が容易に屈曲することは下記する作用によって防止される。

即ち、上記オフセット衝突の初期段階において、その衝撃力Ｆがフロントカウル１７および／もしくはダッシュパネル１８の車体２の一側部がわの部分４５に伝達されたときには、図５で示すように、この一側部がわの部分４５は、車体２の上記一側部に位置するフロントピラー１０をほぼ中心として後外側方に向かって回動変形Ｃしようとする。すると、上記一側部がわの部分４５の回動変形Ｃに連動して、上記ブレース２０はその長手方向に向かって後方移動Ｄさせられ、この際、このブレース２０の後端部により、上記膨出部３５はその膨出方向とは逆の方向に向かって直ちにかつ円滑に押圧変形させられる。よって、その分、オフセット衝突の初期段階で、その衝撃力Ｆのエネルギーがある程度吸収される。

また、上記の場合、後方移動するブレース２０の後端部は上記後補強板３２に圧接しがちとなるが、この後補強板３２によって上記フロントピラー１０は補強されているため、このフロントピラー１０は上記ブレース２０の後端部からの圧接力に十分に対抗する。

次に、上記オフセット衝突の中、後期段階において、図６で示すように、上記一側部がわの部分４５が更に回動変形Ｃし、上記ブレース２０がその長手方向に向かって更に後方移動Ｄさせられると、上記膨出部３５のうち、上記ブレース２０後端部によって押圧変形させられた部分は、直ちにかつ円滑に上記後補強板３２の端面３２ａに圧接させられながら後方に向かって摺動させられ、これに伴い、上記膨出部３５の後部はその膨出方向に向かって盛り上がるよう屈曲変形させられる。よって、その分、オフセット衝突の中、後期段階で、その衝撃力Ｆのエネルギーが更に吸収される。

また、上記の場合、後方移動するブレース２０の後端部は上記後補強板３２に圧接しながら後方に向かって摺動するため、上記フロントピラー１０が上記ブレース２０の後端部から車体２の外側方に向かう大きい外力を与えられることは防止される。

この結果、オフセット衝突時の衝撃力Ｆは効果的に緩和されると共に、上記一側部がわの部分４５の回動変形Ｃに連動して上記フロントピラー１０の上下方向の中途部が車体２の外側方に向かって屈曲変形することは防止されることから、オフセット衝突時に、車体２の上記一側部において、ラジエータサポート７、サイドメンバ６、結合パネル１４、およびエプロンメンバ１１を順次通して上記フロントピラー１０に対しその前方から直接的に伝達されてきた衝撃力Ｆは、そのまま車体２の後部がわに伝達されて車体２の各部に全体的に分散させられる。よって、オフセット衝突時に、車体２の前部が局部的に大きく変形することは防止されて、乗員の保護がより確実に達成可能とされる。

また、上記したオフセット衝突時における乗員の確実な保護という効果は、上記フロントピラー１０の各部構造を工夫するなど簡単な構成で達成可能である。よって、その分、上記効果は、車体２の生産性を良好に維持しつつ達成でき、極めて有益である。

１ 車両
２ 車体
６ サイドメンバ
１０ フロントピラー
１１ エプロンメンバ
１２ サスペンションタワー
１７ フロントカウル
１８ ダッシュパネル
２０ ブレース
２７ ピラーアウタパネル
２８ ピラーインナパネル
２９ 補強パネル
３１ 補強板
３１ａ 端面
３２ 補強板
３２ａ 端面
３５ 膨出部
３７ 後面板
３８ 支持板
４０ 締結具
４１ 締結具
４５ 一側部がわの部分
Ａ 接線
Ｃ 回動変形
Ｄ 後方移動
Ｓ スポット溶接

Claims (1)

1. それぞれ上下方向に延び、車体の幅方向で互いに対面して結合されるピラーアウタ、ピラーインナパネルを有する左右フロントピラーと、車体の幅方向に延び、上記左右フロントピラーの上下方向の各中途部に架設されるフロントカウルと、このフロントカウルから下方に向かって延出すると共に上記左右フロントピラーの各下部がわに架設されるダッシュパネルと、上記フロントカウルおよび／もしくはダッシュパネルの各側部からそれぞれ後方かつ外側方の傾斜方向に向かって延出し、その後端部が上記各フロントピラーのピラーインナパネルの部分に結合される左右ブレースとを備えた車両の車体骨格構造において、
   上記ピラーインナパネルの部分に、車体の内側方に向かって膨出する膨出部を形成し、この膨出部に上記ブレースの後端部を結合し、上記膨出部とは別体としてこの膨出部の車体の外側方近傍で車体の前後方向に延び、上記フロントピラーに結合される補強板を設けたことを特徴とする車両の車体骨格構造。

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