JP3980704B2 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車における車体構造、特にダッシュボード下部周辺の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に例示したように車室前側の車体の、前後方向に延びるサイドフレームの後端部をダッシュボードの前面に結合した自動車の車体構造は、従来より広く知られている（例えば山海堂発行「自動車工学全書第１３巻 乗用車の車体」第２０頁〜第２３頁等を参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記自動車において、衝突等により車体に前方からの大きな衝突荷重が作用した場合には、サイドフレームの変形や後退変位等に因り、ダッシュボード下部の足先対応部分が後方へ迫り出すように変形して、前席乗員の足先部を後方へ押し返すことがあり、その場合に、乗員の足首は足先部と脛部とのなす角度θ（以下、単に足首角度という）が減少するように曲げ荷重を受ける。
【０００４】
尚、上記足首角度の減少を抑えるために、ダッシュボード下部に厚いパッド材を設けることが考えられるが、この場合には厚いパッド材の使用によりそれだけ足元空間が狭くなる不都合がある。また上記足首角度の減少を抑えるために、ダッシュボード下部及びその周辺の剛性強度を補強材を用いて特別に高めることも考えられるが、そのような補強材の使用は、車体重量やコストの大幅増、足元空間の大幅減を招く等の不都合がある。
【０００５】
本発明は、これらの事情に鑑み提案されたもので、自動車の衝突等に因りダッシュボードの、足先部が当たる部分が後方に迫り出すように変形した場合でも、厚いパッド材や補強材を使用することなく前席乗員の足首角度の減少を抑えることができて、その足首に加わる曲げ荷重を効果的に軽減できるようにした構造簡単な、自動車の車体構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、車室前側の車体のサイドフレーム後端部をダッシュボードの前面に結合した自動車の車体構造において、ダッシュボードに結合される鉛直板部と、この鉛直板部の下端に連なり且つ後面が乗員の足裏を臨ませるトーボード面となる傾斜板部と、この傾斜板部の下端に連なる水平板部とを有してダッシュボードとは別体に形成される支持板をダッシュボードの後方に設け、サイドフレームに前方から衝突荷重が作用した時の前記支持板の変形量がダッシュボードの変形量よりも少なくなるように、前記水平板部および傾斜板部が車体に対し非結合状態に置かれることを特徴としている。この特徴によれば、自動車の衝突等に伴いダッシュボードの、足先部が当たる部分が後方に迫り出すように変形しても、ダッシュボードより後方（乗員側）の支持板の変形量が少なくなるため、厚いパッド材や補強材を特別に使用しなくても、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が極力抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が軽減される。その上、ダッシュボードの上記変形に応じて支持板の、車体と結合状態にない傾斜板部及び水平板部が後方に並進して乗員の踵部を後方へ押し出すことができるから、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。
【０００７】
また特に請求項２の発明は、請求項１の発明の特徴に加えて、前記支持板が、サイドフレームに前方から衝突荷重が作用した時のダッシュボードの変形に連動して後方へスライドすることを特徴とし、この特徴によれば、ダッシュボードの上記変形に応じて支持板が後方へスライドして乗員の踵部を後方へ押し出すことができるから、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられる。
【０００８】
また特に請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の特徴に加えて、前記支持板が後方へスライドする時にそのスライドを案内しつつ該支持板の浮き上がりを抑えるガイド手段を、該板と車体との間に設けたことを特徴としている。この特徴によれば、ダッシュボードの上記変形に応じて支持板を、浮き上がらせることなく後方へスムーズにスライドさせることができるため、乗員の踵部を後方へ常に的確に押し出すことができ、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられる。
【０００９】
また請求項４の発明は、車室前側の車体のサイドフレーム後端部をダッシュボードの前面に結合した自動車の車体構造において、乗員の足裏を臨ませるトーボード面を有してダッシュボードとは別体に形成される支持板をダッシュボードの後方に設け、前記支持板が、サイドフレームに前方から衝突荷重が作用した時のダッシュボードの変形に連動して、下端部が後方へ変位するように回転可能であることを特徴としている。この特徴によれば、ダッシュボードの上変形に応じた支持板の上記回転により乗員の踵部を後方へ押し出すことができるから、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１１】
添付図面において、図１〜図３は、本発明の第１実施例を示すもので、特に図１は車室助手席側足元の斜視図、図２は、図１の２−２線矢視断面図、図３は、車両衝突時の変形状態を示す、図２と同様の断面図である。また図４〜図７は、本発明の第２実施例を示すもので、特に図４は車室助手席側足元の斜視図、図５は、図４の５部拡大斜視図、図６は図４の６−６線矢視断面図、図７は、車両衝突時の変形状態を示す、図６と同様の断面図である。更に図８は、第２実施例の変形例を示す、図６と同様の断面図である。更にまた図９〜図１１は、本発明の第３実施例を示すもので、特に図９は運転席及び助手席の足元の斜視図、図１０は、図９の１０−１０線矢視断面図、図１１は、車両衝突時の変形状態を示す、図９と同様の断面図である。
【００１２】
先ず、第１実施例を示す図１，図２において自動車Ｖの車体Ｆは、鋼板パネルの溶接組立によるモノコック構造になっており、車室Ｃより前側の車体Ｆは、その左右両側部において前後方向に各々延びる左右一対のサイドフレームＳを一体に有している。この左右のサイドフレームＳは、各々閉断面構造に形成されて前部車体の骨格をなしており、またその両サイドフレームＳ間には、エンジンを支持する方形状のサブフレーム（図示せず）の左右両側部が複数箇所で結合支持される。
【００１３】
また車体Ｆの一部をなし車室Ｃの前端壁を構成するダッシュボードＤが、車室Ｃとエンジンルームとを区画するように概ね鉛直に配置されている。そのダッシュボードＤの下端部は後下がりに傾斜していて、前席乗員の足に対応するトーボード部Ｄｔを構成しており、その下端縁は、車体ＦのフロアパネルＦｐの前端部と一体的に結合されている。ダッシュボードＤの下端寄りの前面には、前記左右のサイドフレームＳの各後端部が該ボードＤの略鉛直な鉛直部Ｄｖと傾斜した下端部（トーボード部Ｄｔ）とに跨がって、且つ相互に間隔をおいて一体的に結合される。以上は、従来普通の車体構造である。
【００１４】
また助手席側のダッシュボードＤの後側には、該ボードＤとは別体に形成した足載せ用の支持板１が隣接配置されている。この支持板１は、後述する如く車両衝突時の該板１の変形量がダッシュボードＤの変形量よりも少なくなるように構成されるものであって、この第１実施例では、ダッシュボードＤの鉛直部Ｄｖ後面に接する鉛直板部２と、この鉛直板部２の下端に連なり後下がりに傾斜した傾斜板部３と、この傾斜板部３の下端に連なり車体ＦのフロアパネルＦｐ上面に接する水平板部４とより構成されており、前記傾斜板部３の後面は、乗員の足裏を直接臨ませるトーボード面ｆとされ、また前記水平板部４の上面は、乗員の踵部６を載せるヒール載せ面とされる。
【００１５】
そして前記鉛直板部２はダッシュボードＤの鉛直部Ｄｖ後面に適当な固着手段（図示例では複数のボルト５）で結合固定されており、また前記傾斜板部３及び水平板部４は車体Ｆ、即ちダッシュボードＤ及びフロアパネルＦｐと非結合状態に置かれる。
【００１６】
次に前記実施例の作用を説明する。自動車Ｖの通常の使用状態では、支持板１は、その鉛直板部２、傾斜板部３及び水平板部４がダッシュボードＤの鉛直部Ｄｖおよび傾斜下端部（トーボード部Ｄｔ）並びにフロアパネルＦｐにそれぞれ重なり合っていて、車室Ｃ側へ殆ど突出しない状態にあるため、乗員の足元空間が支持板１の特設にも係わらず広く確保されている。
【００１７】
また自動車Ｖの衝突時には、ダッシュボードＤの鉛直部Ｄｖや傾斜下端部（トーボード部Ｄｔ）は、前述の如くサイドフレームＳの変形や後退変位等に因り、図３に示すように足先対応部分が後方へ迫り出すように変形することがある。このような場合には、そのダッシュボードＤの変形に応じて支持板１の、車体Ｆとは結合状態にない傾斜板部３及び水平板部４が後方に並進（その際に水平板部４の下面はフロアパネルＦｐ上をスライド）して乗員の踵部６を後方へ押し出すことができる上、該支持板１自体の変形量がダッシュボードＤの変形量より少なく抑えられる。それらの結果、厚いパッド材や補強材を特別に使用しなくても、ダッシュボードＤの上記変形に伴う乗員の足首角度θの減少が抑えられるため、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。
【００１８】
また図４〜図６には本発明の第２実施例が示される。この実施例では、支持板１が傾斜板部１３及び水平板部１４から構成され、その傾斜板部１３の上端部は、ダッシュボードＤに適当な固着手段（図示例では複数のボルト５）を以て結合固定されている。また水平板部１４と車体Ｆとの間には、水平板部１４の後方へのスライドを案内しつつその浮き上がりを抑えるガイド手段Ｇｉが設けられ、このガイド手段Ｇｉは、支持板１の左右両側部に突設したブラケット１０に保持した合成樹脂製の被ガイド体１１と、この被ガイド体１１の上面および支持板１の左右両側面にそれぞれスライド可能に当接すべく車体のサイドシルＳｉ及びフロアパネルＦｐのトンネル部ｔにそれぞれ固着されたガイド体１２とより構成される。更にフロアパネルＦｐ上面には、水平板部１４の下面に接して該板部１４の前後スライドをスムーズに案内する複数のガイドパイプ１７が固定され、それらパイプ１７は車体前後方向に延びていて互いに平行に配列される。
【００１９】
而してこの第２実施例では、車両衝突時の際のダッシュボードの前記変形に連動して支持板１の傾斜板部１３が後向きに押され、これにより、該支持板１は図７に示す如く大きく変形することなく後方へスライドして乗員の踵部６を後方へ押し出すことができるから、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度θの減少が一層抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。また前記ガイド手段Ｇｉは、ダッシュボードＤの上記変形に伴い支持板１に回転モーメントが作用したような場合でも該板１を浮き上がらせることなく後方へスムーズにスライドさせることができるため、乗員の踵部６を後方へ常に的確に押し出すことができる。
【００２０】
ところでこの第２実施例では、支持板１の傾斜板部１３背面をダッシュボードＤの傾斜下端部（トーボード部Ｄｔ）に密着させるようにしたものを示したが、本発明では、図８に示すようにその傾斜板部１３の少なくとも一部をダッシュボードＤの傾斜下端部（トーボード部Ｄｔ）より離すようにしてもよい。この場合、ダッシュボードＤの変形に応じた支持板１の後退量は、該板１の傾斜板部１３とダッシュボードＤとの接触点の高さＨに依存するため、ダッシュボードＤの傾斜下端部（トーボード部Ｄｔ）の高さやスペースが許せば、前記傾斜板部１３の背面に図８に示すように補強材１５を一体的に設けて該接触点高さＨを変えることによって、支持板１の後退量、即ち車室Ｃへの侵入量を適宜設定することが可能となる。
【００２１】
更に図９，図１０には本発明の第３実施例が示される。この実施例では、車体Ｆの左右のフロントピラーＰｆ間に橋渡しして回転可能に支持させた支持パイプ１６に、ダッシュボードＤの傾斜下端部（トーボード部Ｄｔ）に対応した平板状の支持板１の背面が固定されており、このパイプ１６を介して該支持板１は車体Ｆ（フロントピラーＰｆ）に回転可能に吊るして支持される。その支持パイプ１６の中間部は、フロアトンネルｔを迂回するように上方に大きく彎曲しており、その彎曲部の左右両側に助手席側及び運転席側の各支持板１が配置され、特に運転席側の支持板１は助手席側の支持板１よりも小さく、また左端にフットレスト用の段差部が形成されている。
【００２２】
前記支持パイプ１６の車体側の支点（従って各支持板１の回転中心）は支持板１よりも上方に設定されており、従って車両衝突時のフロントピラーＰｆの後退変形量がダッシュボードＤのそれよりも小さいので、ダッシュボードＤの変形に連動して、各支持板１はその下端部が後方へ変位するように回転する。
【００２３】
而してこの第３実施例では、車両衝突時の際のダッシュボードの変形に連動して、支持板１が形状を保持したまま図１１に示す如く下端部が後方へ変位するように回転するため、その回転により乗員の踵部６を後方へ押し出すことができて、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度θの減少が抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。
【００２４】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。例えば、第１及び第２実施例では、支持板１を助手席側に設けたものを示したが、本発明では、その支持板１を運転席側に設けるようにしてもよい。また第３実施例では、支持板１を支持するパイプ１６を左右のフロントピラーＰｆ間に橋渡して、運転席側及び助手席側の各支持板１を纏めて一体的に支持するようにしているが、本発明では、ダッシュボードＤの左右中央上部等にパイプ１６の一端を支持するなどしてパイプ１６（従って支持板１）を左右独立型にしてもよい。
【００２５】
更に第１及び第２実施例では、フロアパネルＦｐ上を前後スライド可能な支持板１を鋼板単体より構成したが、本発明では、この支持板１上にエネルギ吸収体を一体的に設けてもよく、このエネルギ吸収体としては例えば、合成樹脂製・ペーパー製又はアルミニウム製の各ハニカム構造体、硬質ウレタンの成形体、ポリプロピレン製発泡成形体、上面をパンチメタル（多孔金属板）とした二重パネル構造体等が選定可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、自動車の衝突等に伴いダッシュボードの、足先部が当たる部分が後方に迫り出すように変形した場合に、ダッシュボードより乗員側に有ってトーボード面を有する支持板の変形量がダッシュボードの変形よりも少なくなるようにしたので、ダッシュボードの変形に伴う乗員の足首角度の減少を極力抑えることができて、その足首に加わる曲げ荷重を軽減することができる。しかもその足首角度の減少を抑えるために厚いパッド材や補強材を特別に使用する必要はないから、それだけ車体重量やコストの軽減が図られ、足元空間も十分に確保できる。
【００２７】
また特に請求項１の発明によれば、ダッシュボードの上記変形に応じて支持板の、車体と結合状態にない傾斜板部及び水平板部が後方に並進することで、乗員の踵部を後方へ押し出せるようにしたので、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。
【００２８】
また特に請求項２の発明によれば、ダッシュボードの上記変形に応じて支持板が後方へスライドして乗員の踵部を後方へ押し出すことができるから、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。
【００２９】
また特に請求項３の発明によれば、ダッシュボードの上記変形に応じて支持板を、浮き上がらせることなく後方へスムーズにスライドさせることができるため、乗員の踵部を後方へ常に的確に押し出すことができ、従ってダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。
【００３０】
また特に請求項４の発明によれば、ダッシュボードの上記変形に応じた支持板の回転により乗員の踵部を後方へ押し出せるようにしたので、ダッシュボードの上記変形に伴う乗員の足首角度の減少が一層抑えられ、その足首に加わる曲げ荷重が効果的に軽減される。また支持板は、これを特に回転させることで移動抵抗を極力低減できるから、ダッシュボードの変形に該板を迅速に応動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す車室助手席側足元の斜視図
【図２】 図１の２−２線矢視断面図
【図３】 車両衝突時の変形状態を示す、図２と同様の断面図
【図４】 本発明の第２実施例を示す車室助手席側足元の斜視図
【図５】 図４の５部拡大斜視図
【図６】 図４の６−６線矢視断面図
【図７】 車両衝突時の変形状態を示す、図６と同様の断面図
【図８】 第２実施例の変形例を示す、図６と同様の断面図
【図９】 本発明の第３実施例を示す運転席及び助手席の足元の斜視図
【図１０】 図９の１０−１０線矢視断面図
【図１１】 車両衝突時の変形状態を示す、図１０と同様の断面図
【図１２】 従来例を示すダッシュボード及びその周辺の縦断面図
【符号の説明】
Ｃ・・・車室
Ｄ・・・ダッシュボード
Ｆ・・・車体
Ｆｐ・・フロアパネル
ｆ・・・トーボード面
Ｇｉ・・ガイド手段
Ｓ・・・サイドフレーム
１・・・支持板
２・・・鉛直板部
３・・・傾斜板部
４・・・水平板部

Claims (4)

1. 車室（Ｃ）前側の車体（Ｆ）のサイドフレーム（Ｓ）後端部をダッシュボード（Ｄ）の前面に結合した自動車の車体構造において、
   ダッシュボード（Ｄ）に結合される鉛直板部（２）と、この鉛直板部（２）の下端に連なり且つ後面が乗員の足裏を臨ませるトーボード面（ｆ）となる傾斜板部（３）と、この傾斜板部（３）の下端に連なる水平板部（４）とを有してダッシュボード（Ｄ）とは別体に形成される支持板（１）をダッシュボード（Ｄ）の後方に設け、サイドフレーム（Ｓ）に前方から衝突荷重が作用した時の前記支持板（１）の変形量がダッシュボード（Ｄ）の変形量よりも少なくなるように、前記水平板部（４）および傾斜板部（３）が車体（Ｆ）に対し非結合状態に置かれることを特徴とする、自動車の車体構造。
2. 前記支持板（１）は、サイドフレーム（Ｓ）に前方から衝突荷重が作用した時のダッシュボード（Ｄ）の変形に連動して後方へスライドすることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記支持板（１）が後方へスライドする時にそのスライドを案内しつつ該支持板（１）の浮き上がりを抑えるガイド手段（Ｇｉ）を、該板（１）と車体（Ｆ）との間に設けたことを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 車室（Ｃ）前側の車体（Ｆ）のサイドフレーム（Ｓ）後端部をダッシュボード（Ｄ）の前面に結合した自動車の車体構造において、
   乗員の足裏を臨ませるトーボード面（ｆ）を有してダッシュボード（Ｄ）とは別体に形成される支持板（１）をダッシュボード（Ｄ）の後方に設け、前記支持板（１）は、サイドフレーム（Ｓ）に前方から衝突荷重が作用した時のダッシュボード（Ｄ）の変形に連動して、下端部が後方へ変位するように回転可能であることを特徴とする、自動車の車体構造。

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