JP2021075088A - 車両骨格構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】車室内の空間を確保しつつ、衝突安全性能を向上させることができる車両骨格構造を得る。
【解決手段】車両骨格構造は、車両10の前端部及び後端部の少なくとも一方に設けられ、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画する前後壁部14と、前後壁部14の車両幅方向端部から車両前後方向へ延在されて車室内と車室外とを区画する側壁部16と、一端部が前後壁部14の車両前後方向内側に接続され、他端部が側壁部16の車両幅方向内側に接続されると共に、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲された閉断面構造の連結部70と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両骨格構造に関する。
特許文献1には、車両の前壁部となるフロントパネルと、車両の側壁部となるサイドパネルとを備えた小型バスの車両前部構造が開示されている。この車両前部構造では、フロントピラーにフランジを形成し、このフランジを介してフロントパネルとサイドパネルとを連結することで、組付作業性を向上させている。
特開平11−105748号公報
上記特許文献1に記載された車両前部構造のように、フロントパネルとサイドパネルとを備えた車両の車両骨格構造では、車室内の空間を広く確保することができる。一方、衝突時にフロントパネル及びサイドパネルが車室内へ侵入するのを抑制する構造が必要となり、衝突安全性能を向上させる観点で改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、車室内の空間を確保しつつ、衝突安全性能を向上させることができる車両骨格構造を得ることを目的とする。
請求項1に記載の車両骨格構造は、車両の前端部及び後端部の少なくとも一方に設けられ、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画する前後壁部と、前記前後壁部の車両幅方向端部から車両前後方向へ延在されて車室内と車室外とを区画する側壁部と、一端部が前記前後壁部の車両前後方向内側に接続され、他端部が前記側壁部の車両幅方向内側に接続されると共に、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲された閉断面構造の連結部と、を有する。
請求項1に記載の車両骨格構造では、車両の前端部及び後端部の少なくとも一方に前後壁部が設けられており、この前後壁部は、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画している。また、前後壁部の車両幅方向端部から車両前後方向へ側壁部が延在されており、この側壁部によって車室内と車室外とが区画されている。このように前後壁部及び側壁部によって車室内と車室外とを区画することで、車室内の空間を広く確保することができる。
また、前後壁部の車両前後方向内側には連結部の一端部が接続されており、この連結部の他端部が側壁部の車両幅方向内側に接続されている。このように、連結部によって前後壁部と側壁部とが連結されている。ここで、連結部は、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲されている。これにより、車両の衝突時には、連結部に局所的に衝突荷重が集中するのが抑制され、この連結部を介して前後壁部と側壁部との間で衝突荷重を相互に伝達させることができ、前後壁部及び側壁部が車室内へ侵入するのを抑制することができる。なお、ここでいう「湾曲」とは、完全な曲線状である構成に限定されず、直線状の部分を繋いで全体として湾曲している形状を広く含む概念である。
請求項2に記載の車両骨格構造は、請求項1において、前記前後壁部には、車両幅方向に延在された閉断面構造の前後補強部が設けられており、前記側壁部には、車両前後方向に延在された閉断面構造の側部補強部が設けられており、前記連結部は、一端部が前記前後補強部に接続されて他端部が前記側部補強部に接続されている。
請求項2に記載の車両骨格構造では、連結部の一端部が閉断面構造の前後補強部に接続されており、連結部の他端部が閉断面構造の側部補強部に接続されている。これにより、閉断面構造の補強部間でスムーズに衝突荷重を伝達させることができる。
請求項3に記載の車両骨格構造は、請求項1又は2において、前記連結部は、車両の前部に配設されると共に、車両の前端部に設けられた前記前後壁部と前記側壁部とを連結している。
請求項3に記載の車両骨格構造では、連結部によって車両の前端部に設けられた前後壁部と側壁部とを連結することにより、特に前面衝突時における車両前部の変形を抑制することができる。
請求項4に記載の車両骨格構造は、請求項3において、前記連結部は、車両用シートを挟んで車両幅方向両側に一対設けられている。
請求項4に記載の車両骨格構造では、車両用シートを車両前部に配設した場合であっても、衝突時に前後壁部及び側壁部が車室内へ侵入するのを抑制することができ、車両用シートに着座した乗員を保護することができる。
請求項5に記載の車両骨格構造は、請求項1〜4の何れか1項において、前記前後壁部、前記側壁部及び前記連結部で囲まれた領域内には、車両の機能部品が収容されている。
請求項5に記載の車両骨格構造では、前後壁部、側壁部及び連結部で囲まれた領域内に機能部品を収容することにより、機能部品をまとめて収容することができる。これにより、機能部品が分散されて配設された構成と比較して、車室の内部空間が狭くなるのを抑制することができる。
以上説明したように、本発明に係る車両骨格構造によれば、車室内の空間を確保しつつ、衝突安全性能を向上させることができる。
実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両の要部を示す側面図である。 実施形態における車室の前部を左斜め後方から見た斜視図である。 実施形態における車室の要部を上方から見た平面図である。 実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両に衝突荷重が入力された場合の車両前部の変形状態を示すモデル図である。 比較例の車両に衝突荷重が入力された場合の車両前部の変形状態を示すモデル図である。
実施形態に係る車両骨格構造について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜記す矢印FR、矢印UP及び矢印RHは、車両の前方向、上方向及び右方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。
図1に示されるように、本実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両10は、一例として、商用車として用いられる電気自動車であり、自動運転と手動運転とを切替可能とされている。また、車両10は、ルーフ12、前後壁部としての前壁部14、側壁部16及び前後壁部としての後壁部18に囲まれた略直方体形状であって、側壁部16の前部には乗降口16Aが設けられている。さらに、車両10の前部には前輪20が設けられており、車両10の後部には後輪22が設けられている。
ここで、本実施形態の車両10のフロアパネル24は、前部が後部よりも高く形成されている。具体的には、車両10の車室内には、前輪20よりもやや後方側に段差部24Aが設けられており、この段差部24Aよりも前方側のフロントフロアパネル24Bは、段差部24Aよりも後方側のセンタフロアパネル24Cよりも一段高く形成されている。
フロントフロアパネル24Bには、運転者が着座可能な車両用シート26が設けられている。車両用シート26は、車両幅方向の中央部に位置しており、この車両用シート26の車両前方側にはステアリングホイール28が設けられている。また、センタフロアパネル24Cには、図示しない複数の車両用シートが設けられている。
図2に示されるように、前壁部14は、車両10の前端部に設けられており、フロントパネル29、フロントアッパリインフォースメント32及びフロントロアリインフォースメント36を含んで構成されている。フロントパネル29は、車両前後方向を板厚方向として車両幅方向及び車両上下方向に延在されており、このフロントパネル29によって車室内と車室外とが区画されている。また、フロントパネル29の右側端部は、フロントピラー46の下端部に接合されており、フロントパネル29の上端部は、車両前方側へ屈曲されてカウルパネル30に接合されている。
フロントパネル29の上端部における車両内側(車両後方側)の面には、フロントアッパリインフォースメント32が設けられている。フロントアッパリインフォースメント32は、車両幅方向に延在されており、車両前方側に開放された断面略ハット状に形成されている。また、このフロントアッパリインフォースメント32の上下のフランジ部がフロントパネル29に重ね合わされた状態で接合されている。そして、フロントパネル29とフロントアッパリインフォースメント32とで閉断面構造の前後補強部34が構成されている。
フロントパネル29の下部における車両内側(車両後方側)の面には、フロントロアリインフォースメント36が設けられている。フロントロアリインフォースメント36は、車両幅方向に延在されており、車両前方側に開放された断面略ハット状に形成されている。また、このフロントロアリインフォースメント36の上下のフランジ部がフロントパネル29に重ね合わされた状態で接合されている。そして、フロントパネル29とフロントロアリインフォースメント36とで閉断面構造の下部補強部38が構成されている。
前壁部14の右側端部(車両幅方向端部)から車両後方側へ側壁部16が延在されている。側壁部16は、車両10の両側部に設けられており、サイドパネル40及びサイドアッパリインフォースメント42を含んで構成されている。
サイドパネル40は、車両幅方向を板厚方向として車両前後方向及び車両上下方向に延在されており、このサイドパネル40によって車室内と車室外とが区画されている。また、サイドパネル40の前端部は、フロントピラー46の下端部に接合されており、サイドパネル40の後端部は、センタピラー51に接続されている。
サイドパネル40の上端部における車両内側(車両幅方向内側)の面には、サイドアッパリインフォースメント42が設けられている。サイドアッパリインフォースメント42は、車両前後方向に延在されており、車両幅方向外側に開放された断面略ハット状に形成されている。また、このサイドアッパリインフォースメント42の上下のフランジ部がサイドパネル40に重ね合わされた状態で接合されている。そして、サイドパネル40とサイドアッパリインフォースメント42とで閉断面構造の側部補強部44が構成されている。
フロントピラー46は、車両前方側に配置された第1柱部48と、車両後方側に配置された第2柱部50と、第1柱部48及び第2柱部50の下端部同士を連結する下部連結部52とを含んで構成されている。そして、フロントパネル29の右側端部は、フロントピラー46の第1柱部48に接続されており、サイドパネル40の前端部は、フロントピラー46の第2柱部50に接続されている。このため、フロントパネル29とサイドパネル40とは、フロントピラー46を介して連結されている。なお、図示はしないが、車両左側も同様の構造となっている。すなわち、フロントパネル29の左側端部と左側のサイドパネル40とが左側のフロントピラーを介して連結されている。
ここで、車室内における前端部かつ右側端部には、機能部品収容部60が設けられている。機能部品収容部60は、ダッシュパネル62、上カバー部材64、湾曲リインフォースメント66及び立壁補強部材68を含んで構成されている。また、図示はしないが、車室内における前端部かつ左側端部にも同様の機能部品収容部が設けられている。このため、車両用シート26を挟んで車両幅方向両側に一対の機能部品収容部が設けられている。なお、以下の説明では、右側の機能部品収容部60についてのみ説明し、左側の機能部品収容部についての図示及び説明は省略する。
ダッシュパネル62は、車両上下方向に延在されており、平面視で車両幅方向内側かつ車両後方側(車両前後方向内側)に凸となる略円弧状の湾曲面62Aを備えており、この湾曲面62Aによって車室内と車室外とが区画されている。また、ダッシュパネル62の下端部には、フロントフロアパネル24Bに沿って屈曲された下フランジ62Bが形成されており、この下フランジ62Bがフロントフロアパネル24Bに重ね合わされた状態で接合されている。
ダッシュパネル62の右側端部には、サイドパネル40に沿って屈曲された右フランジ62Cが形成されており、この右フランジ62Cがサイドパネル40に重ね合わされた状態で接合されている。また、ダッシュパネル62の左側端部には、フロントパネル29に沿って屈曲された左フランジ62Dが形成されており、この左フランジ62Dがフロントパネル29に重ね合わされた状態で接合されている。
さらに、ダッシュパネル62の上端部には、車室外側へ屈曲された上フランジ62Eが形成されている。そして、この上フランジ62E上には、上カバー部材64が取り付けられており、この上カバー部材64によって機能部品収容部60の上側が閉塞されている。
ここで、ダッシュパネル62の上端部には、湾曲リインフォースメント66が設けられている。湾曲リインフォースメント66は、湾曲面62Aにおける車室外側の面に設けられており、ダッシュパネル62の湾曲面62Aに沿って湾曲されて断面略L字状に形成されている。また、湾曲リインフォースメント66の下端部には、ダッシュパネル62の湾曲面62Aに沿って下方へ屈曲された下フランジ66Aが形成されており、この下フランジ66Aが湾曲面62Aに重ね合わされた状態で接合されている。さらに、湾曲リインフォースメント66の上端部には、ダッシュパネル62の上フランジ62Eに沿って屈曲された上フランジ66Bが形成されており、この上フランジ66Bがダッシュパネル62の上フランジ62Eの下面に重ね合わされた状態で接合されている。このようにして、ダッシュパネル62と湾曲リインフォースメント66とで閉断面構造の連結部70が構成されている。
連結部70は、ダッシュパネル62と同様に平面視で車両幅方向内側かつ車両後方側(車両前後方向内側)に凸となるように略円弧状に湾曲されている。また、連結部70の一端部が前壁部14のフロントアッパリインフォースメント32に接合されており、連結部70の他端部が側壁部16のサイドアッパリインフォースメント42に接合されている。このため、連結部70によって前壁部14と側壁部16とが連結されている。そして、図3に示されるように、平面視で前壁部14、側壁部16及び連結部70で囲まれた領域Sが形成されており、この領域S内に車両10の機能部品11(図1参照)が配設されている。なお、領域S内に配設される機能部品11としては、例えば、ヘッドランプユニット、ウォッシャータンク及びセンサ類などがある。
図2に示されるように、ダッシュパネル62には立壁補強部材68が設けられている。立壁補強部材68は、ダッシュパネル62の湾曲面62Aにおける車室外側に設けられて上下方向に延在されており、湾曲面62Aに重ね合わされた状態で接合された前後一対のフランジ部68Aを備えている。また、立壁補強部材68は、フランジ部68Aから車両右側へ突出されており、車両上方から見て車両左側が開放された断面略ハット状に形成されている。そして、立壁補強部材68の下端部は、フロントフロアパネル24Bに接合されており、立壁補強部材68の上端部は、湾曲リインフォースメント66に接合されている。なお、本実施形態では、立壁補強部材68の車両幅方向の長さは、下方から上方へ向かうにつれて短くなっている。このため、立壁補強部材68は、車両前後方向から見て略三角状とされている。
図3に示されるように、フロアパネル24の下面にはフロアリインフォースメント72が設けられている。フロアリインフォースメント72は、車両前後方向に延在されており、フロントフロアパネル24B及びセンタフロアパネル24Cに連続して設けられている。そして、機能部品収容部60を構成する立壁補強部材68は、フロアリインフォースメント72の上方に位置している。すなわち、立壁補強部材68は、フロントフロアパネル24Bを介してフロアリインフォースメント72に接続されている。
(作用)
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の車両骨格構造では、図2に示されるように、ダッシュパネル62と湾曲リインフォースメント66とで閉断面構造の連結部70が構成されており、この連結部70の一端部が前壁部14の車両前後方向内側に接続されている。また、連結部70の他端部が側壁部16の車両幅方向内側に接続されているため、連結部70によって前壁部14と側壁部16とが連結されている。これにより、車両の衝突時には、連結部70に局所的に衝突荷重が集中するのが抑制され、この連結部70を介して前壁部14と側壁部16との間で衝突荷重を相互に伝達させることができ、前壁部14及び側壁部16が車室内へ侵入するのを抑制することができる。この結果、衝突安全性能を向上させることができる。
上記の作用について、比較例と比較しながら図面を参照して説明する。図4は、本実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両10の要部のみを示したモデル図である。また、図4において、衝突荷重が入力される前の状態が二点鎖線で示されている。
図4に示されるように、車両前方側から衝突荷重Fが車両10に入力された場合、前壁部14のフロントアッパリインフォースメント32(前後補強部34)から連結部70を介して側壁部16のサイドアッパリインフォースメント42(側部補強部44)へ衝突荷重が伝達される。このように、閉断面構造の前後補強部34と側部補強部44との間でスムーズに衝突荷重が伝達されることにより、車両前部の変形を抑制することができる。
また、本実施形態では、立壁補強部材68を介して湾曲リインフォースメント66(連結部70)とフロアリインフォースメント72とが連結されている。これにより、フロントアッパリインフォースメント32から連結部70に入力された衝突荷重の一部は、立壁補強部材68を介してフロアリインフォースメント72へ伝達されることとなる。このように、衝突荷重を分散させることができ、より車両前部の変形を抑制することができる。
なお、車両10の側面衝突時には、サイドアッパリインフォースメント42から連結部70を介して、フロントアッパリインフォースメント32及びフロアリインフォースメント72へ衝突荷重が伝達されることで、車両前部の変形を抑制することができる。
一方、図5には、比較例の車両100が図示されている。この車両100では、機能部品収容部60が設けられていない。このため、連結部70及び立壁補強部材68も備えていない構造となっている。その他の構成は実施形態の車両10と同様である。
図5に示されるように、車両前方側から衝突荷重Fが車両100に入力された場合、前壁部14のフロントアッパリインフォースメント32に対して車両後方側へ向かう力が作用する。ここで、比較例の車両100ではフロアリインフォースメント72とサイドアッパリインフォースメント42とを連結する連結部を備えていないため、フロアリインフォースメント72及びサイドアッパリインフォースメント42が後退することとなり、車両前部が車室側へ大きく変形する。
以上のように、連結部70を備えた本実施形態の車両10は、連結部70を備えていない比較例の車両100と比較して車両前部の変形を抑制することができる。
また、本実施形態では、車両用シート26を挟んで車両幅方向両側に一対の機能部品収容部が設けられているため、連結部70は、車両用シート26を挟んで車両幅方向に一対設けられている。これにより、車両用シート26を車両前部に配設した場合であっても、衝突時に前壁部14及び側壁部16が車室内へ侵入するのを抑制することができ、車両用シート26に着座した乗員を保護することができる。換言すれば、車両の衝突安全性能を確保しつつ、運転席を車両前方に配設することができる。
さらに、本実施形態では、前壁部14、側壁部16及び連結部70で囲まれた領域S内に機能部品11を収容することにより、複数の機能部品をまとめて収容することができる。これにより、機能部品11が分散されて配設された構成と比較して、車室の内部空間が狭くなるのを抑制することができる。また、連結部70によって車両の衝突時に領域S内の空間が潰れるのを抑制することができるため、機能部品11が損傷するのを抑制することができる。
以上、実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることはもちろんである。例えば、上記実施形態では、車両10の前部に機能部品収容部60を設け、この機能部品収容部60を構成する連結部70によって前壁部14と側壁部16とを連結したが、これに限定されない。車両後部にも同様の機能部品収容部を設けてもよい。そして、機能部品収容部を構成する連結部によって後壁部18と側壁部とを連結すれば、車両10の後突時における車両後部の変形を抑制することができる。
また、上記実施形態では、ダッシュパネル62の上部と湾曲リインフォースメント66とで閉断面構造の連結部70を構成したが、これに限定されない。例えば、ダッシュパネル62に略筒状の補強部材を設け、この補強部材によって前壁部14と側壁部16とを連結しても同様の効果を得ることができる。この場合、略筒状の補強部材が本発明の「連結部」に相当する。
さらに、上記実施形態では、車両前部に運転者が着座可能な車両用シート26を設けたが、これに限定されず、運転席が設けられていない構成としてもよい。この場合、自動運転のみを行う車両となり、車両用シート26は、一般の乗員が着座可能な座席としてもよい。
さらにまた、上記実施形態では、車両用シート26を挟んで左右一対の機能部品収容部を設けたが、これに限定されず、車両幅方向一方側のみに機能部品収容部を設けた構成としてもよい。例えば、図2に示されるように車両右側には機能部品収容部60を設け、車両左側には機能部品収容部が設けられていない構成としてもよい。この場合、車両左側には、連結部70と同じ機能を有する閉断面構造の補強部材などを設け、この補強部材で前壁部14と側壁部16とを連結してもよい。
10 車両
11 機能部品
14 前壁部(前後壁部)
16 側壁部
18 後壁部(前後壁部)
26 車両用シート
34 前後補強部
44 側部補強部
70 連結部
S 領域

Claims (5)

  1. 車両の前端部及び後端部の少なくとも一方に設けられ、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画する前後壁部と、
    前記前後壁部の車両幅方向端部から車両前後方向へ延在されて車室内と車室外とを区画する側壁部と、
    一端部が前記前後壁部の車両前後方向内側に接続され、他端部が前記側壁部の車両幅方向内側に接続されると共に、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲された閉断面構造の連結部と、
    を有する車両骨格構造。
  2. 前記前後壁部には、車両幅方向に延在された閉断面構造の前後補強部が設けられており、
    前記側壁部には、車両前後方向に延在された閉断面構造の側部補強部が設けられており、
    前記連結部は、一端部が前記前後補強部に接続されて他端部が前記側部補強部に接続されている請求項1に記載の車両骨格構造。
  3. 前記連結部は、車両の前部に配設されると共に、車両の前端部に設けられた前記前後壁部と前記側壁部とを連結している請求項1又は2に記載の車両骨格構造。
  4. 前記連結部は、車両用シートを挟んで車両幅方向両側に一対設けられている請求項3に記載の車両骨格構造。
  5. 前記前後壁部、前記側壁部及び前記連結部で囲まれた領域内には、車両の機能部品が収容されている請求項1〜4の何れか1項に記載の車両骨格構造。
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