JP2021088318A

JP2021088318A - 車体構造

Info

Publication number: JP2021088318A
Application number: JP2019220643A
Authority: JP
Inventors: 右将杉浦; Akimasa Sugiura; 和憲正岡; Kazunori Masaoka
Original assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-10
Also published as: US20210171119A1; CN112918567A

Abstract

【課題】フロアパネルの下に配置された電源を、車両が前方衝突したときの衝撃から保護する技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示する車体構造は、ダッシュパネル、フロアパネル、電源、ダッシュクロスメンバ、インターミディエイトシャフトを備えている。フロアパネルは、ダッシュパネルの下部に連結されている。電源は、フロアパネルの下に配置されている。ダッシュクロスメンバは、車幅方向に延びているとともに、ダッシュパネルの下部に設けられている。インターミディエイトシャフトは、上端がステアリングコラムシャフトに連結されており、下端がステアリングギアの入力シャフトに連結されている。インターミディエイトシャフトは、ダッシュクロスメンバの前方で上下方向に延びている。インターミディエイトシャフトに脆弱部が設けられている。【選択図】図３

Description

本明細書が開示する技術は、車体構造に関する。特に、フロアパネルの下に配置された電源を、車両の前方衝突の衝撃から保護する車体構造に関する。

特許文献１に、フロアパネルの下に電源（電池パック）が配置された電気自動車が開示されている。フロアパネルの前端はダッシュパネルに接続されている。電源の前方の車体強度を高めるため、ダッシュパネルとフロアパネルの境界にダッシュクロスメンバが取り付けられている。ダッシュパネルとフロアパネルとダッシュクロスメンバは、車幅方向に直交する断面が閉じたパイプであって車幅方向に延びるパイプを形成する。車幅方向に延びるパイプが電源前方の車体強度を高める。

特開２０１９−１８７３２号公報

ダッシュパネルの前方にはインターミディエイトシャフトが位置している。インターミディエイトシャフトは、上端がステアリングコラムシャフト（ステアリングメインシャフト）に連結されており、下端はステアリングギアの入力シャフトに連結されており、上下方向に延びている。車両が前方衝突すると、インターミディエイトシャフトが後退し、ダッシュパネルに接触する。接触力が大きいと、上記したパイプが変形して電源に接触するおそれがある。本明細書は、車両が前方衝突してインターミディエイトシャフトが後退したときにフロアパネルの下に配置された電源を保護する技術を提供する。

本明細書が開示する車体構造は、ダッシュパネル、フロアパネル、電源、ダッシュクロスメンバ、インターミディエイトシャフトを備えている。ダッシュパネルは、車両のフロントコンパートメントとキャビンを仕切る板である。フロアパネルは、ダッシュパネルの下部に連結されている。電源は、フロアパネルの下に配置されている。ダッシュクロスメンバは、車幅方向に延びているとともに、ダッシュパネルの下部に設けられている。インターミディエイトシャフトは、上端がステアリングコラムシャフトに連結されており、下端がステアリングギアの入力シャフトに連結されている。インターミディエイトシャフトは、ダッシュクロスメンバの前方で上下方向に延びている。

本明細書が開示する車体構造では、インターミディエイトシャフトに脆弱部を設ける。脆弱部を設けることで、インターミディエイトシャフトがダッシュパネルと接触すると脆弱部で破断する。その結果、ダッシュパネルとダッシュクロスメンバに加わる衝撃が緩和され、電源に伝わる衝撃が緩和される。脆弱部の形状は、典型的にはインターミディエイトシャフトの外周に設けられた溝でよい。また、脆弱部は、ダッシュクロスメンバの前方に設けられているとよい。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

車体の斜視図である（ステアリングメインシャフト周辺）。インターミディエイトシャフト下部を示す図である。ダッシュパネルとダッシュクロスメンバの断面図である。ダッシュパネルとダッシュクロスメンバの断面図である（衝突時）。ダッシュパネルを斜め後方からみた図である。

図面を参照して実施例の車体構造２を説明する。図１に、車体１００の斜視図を示す。なお、図１の座標系のＦｒは車両前方を示しており、Ｕｐは車両上方を示している。また、座標系の「Ｌｅｆｔ」は、車両の後方から前方をみたときの「左」を示している。以後の図でも、座標系の「Ｌｅｆｔ」の意味は同じである。

車体１００は、ダッシュパネル３、フロアパネル４、サイドメンバ７、ロッカ８を備えている。図１では、一対のサイドメンバ７の一方と、一対のロッカ８の一方は見えていない。ダッシュパネル３は、車両のフロントコンパートメントとキャビンを隔てる仕切板である。ダッシュパネル３は、車幅方向の縁がサイドメンバ７とロッカ８に連結されている。また、ダッシュパネル３の下端はフロアパネル４の前端に連結している。

車体１００は電気自動車であり、走行モータ用の電力を供給する電池パック１０がフロアパネル４の下に配置されている。

ステアリング１１には、ステアリングコラムシャフト１２が連結されている。ステアリングコラムシャフト１２は不図示のブラケットでダッシュパネルに固定されている。ステアリングコラムシャフト１２の前端は自在継手１３を介してインターミディエイトシャフト１４の上端に連結されている。インターミディエイトシャフト１４は、ダッシュパネル３に設けられた孔３ａを通過し、フロントコンパートメントに到達する。インターミディエイトシャフト１４は、上下方向に延びている。インターミディエイトシャフト１４の下端はステアリングギア１７に連結されている。より詳しくは、インターミディエイトシャフト１４の下端は、自在継手１５を介してステアリングギア１７の入力シャフト１６に連結されている。

詳しくは図３にて図示するが、ダッシュパネル３とフロアパネル４の境界にダッシュクロスメンバ５が備えられている。

図２に、インターミディエイトシャフト１４の下端周辺を示す。先に述べたように、インターミディエイトシャフト１４の下端は、自在継手１５を介してステアリングギア１７の入力シャフト１６に連結されている。インターミディエイトシャフト１４の下部、自在継手１５の近くには、シャフトの外周面を一周する溝１４１が設けられている。

図３に、ダッシュパネル３とダッシュクロスメンバ５の断面図を示す。図３は、車両横方向に直交する平面でダッシュパネル３とダッシュクロスメンバ５をカットした断面を示している。図３では、車両の輪郭を仮想線で示してある。図３の上側ではダッシュパネル３とダッシュクロスメンバ５を太線で描いてある。図３の下側には、インターミディエイトシャフト１４の近傍の拡大図を示してある。

ダッシュクロスメンバ５は薄い板であり、上端がダッシュパネル３に連結されており、下端はフロアパネル４に連結されている。別言すれば、ダッシュクロスメンバ５は、ダッシュパネル３とフロアパネル４の境界に位置している。ダッシュパネル３とフロアパネル４とダッシュクロスメンバ５で車幅方向に延びる中空のパイプ９が構成される。パイプ９が、ダッシュパネル３とフロアパネル４の境界における車体の強度を向上させる。ダッシュクロスメンバ５の上下方向の中央付近から前方のダッシュパネル３に向けてリブ５ａが設けられている。リブ５ａの先端はダッシュパネル３に連結されている。リブ５ａは、パイプ９の強度を高める。

フロアパネル４の下には電池パック１０が配置されている。パイプ９でダッシュパネル３の下部（フロアパネル４の前端）における車体の強度を高めることで、車両が前方衝突した際に電池パック１０が良く保護される。ただし、ダッシュクロスメンバ５の前方にはインターミディエイトシャフト１４が上下方向に通っている。車両が前方衝突してインターミディエイトシャフト１４が後退するとパイプ９と接触し、パイプ９を押し曲げる可能性がある。先に述べたように、パイプ９は、前方衝突から電池パック１０を保護する。パイプ９が押し曲げられると、電池パック１０がダメージを受けるおそれがある。

先に述べたように、インターミディエイトシャフト１４の下部には外周面を一巡する溝１４１が設けられている。溝１４１は、ダッシュクロスメンバ８の前方に位置している。溝１４１は、ダッシュクロスメンバ５の前方にてインターミディエイトシャフト１４の強度を局所的に下げる。前方衝突の際にインターミディエイトシャフト１４が後退してパイプ９と接触すると、溝１４１でインターミディエイトシャフト１４が折れる。図４に、前方から衝突荷重Ｆが加わって折れるインターミディエイトシャフト１４を模式的に表す。パイプ９との接触でインターミディエイトシャフト１４が折れることで、パイプ９が受けるダメージが軽減され、その結果、電池パック１０が受けるダメージも軽減される。

図５に、ダッシュパネル３を斜め後方からみた斜視図を示す。図５では電池パック１０はフロアパネル４の下に位置するため、隠れ線で描いてある。

ダッシュクロスメンバ５は、上縁がダッシュパネル３に連結され、下縁がフロアパネル４に連結されている。ダッシュクロスメンバ５は、車幅方向に延びている。別言すれば、ダッシュクロスメンバ５は、一対のロッカ８の間に連結されている。また、一対のロッカ８の前端はダッシュパネル３を介して一対のサイドメンバ７の後端に連結されている。ダッシュパネル３の車幅方向の両端のそれぞれの下部は一対のロッカ８のそれぞれに接続している。フロアパネル４の車幅方向の両端のそれぞれも一対のロッカ８のそれぞれに連結されている。

ダッシュパネル３とダッシュクロスメンバ５は、車幅方向の中央から端へ向かうにつれて後方へ湾曲している。別言すれば、ダッシュパネル３とダッシュクロスメンバ５は、上方からみると、両端が中央よりも車両後側に後退しており、アーチ形状をなしている。ダッシュパネル３とダッシュクロスメンバ５のアーチ形状も、車体の強度を高めることに寄与する。また、フロアパネル４の車幅方向の中央には車両前後方向に延びるセンタートンネル２１が形成されている。センタートンネル２１も、車体の強度向上に寄与する。

図５では不図示のインターミディエイトシャフト１４は、ダッシュパネル３に設けられた孔３ａを通過する。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。インターミディエイトシャフト１４の下部に設けられた溝１４１は、インターミディエイトシャフト１４がダッシュパネル３と接触したときにインターミディエイトシャフト１４が折れるようにするために設けられている。溝１４１は、別言すれば、脆弱部である。インターミディエイトシャフト１４の強度を局所的に下げる構造であれば、脆弱部は溝１４１に限られない。脆弱部は、例えばインターミディエイトシャフト１４に設けられた孔であってもよい。

電池パック１０が車載の電源の一例に相当する。本明細書が開示する技術はフロアパネル４の下に燃料電池が配置されている電気自動車に適用することも好適である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：車体構造３：ダッシュパネル４：フロアパネル５：ダッシュクロスメンバ７：サイドメンバ８：ロッカ９：パイプ１０：電池パック１１：ステアリング１２：ステアリングコラムシャフト１３、１５：自在継手１４：インターミディエイトシャフト１４１：溝１６：入力シャフト１７：ステアリングギア１００：車体

Claims

車体構造であり、
車両のフロントコンパートメントとキャビンを仕切るダッシュパネルと、
前記ダッシュパネルの下部に連結されているフロアパネルと、
前記フロアパネルの下に配置されている電源と、
車幅方向に延びているとともに前記ダッシュパネルの下部に設けられているダッシュクロスメンバと、
上端がステアリングコラムシャフトに連結されており、下端がステアリングギアの入力シャフトに連結されており、前記ダッシュクロスメンバの前方で上下方向に延びているインターミディエイトシャフトと、
を備えており、
前記インターミディエイトシャフトに脆弱部が設けられている、車体構造。
前記脆弱部は、前記インターミディエイトシャフトの外周に設けられた溝である、請求項１に記載の車体構造。
前記脆弱部は、前記ダッシュクロスメンバの前方に設けられている、請求項１または２に記載の車体構造。