JP4486996B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車の車体構造に関し、より詳細には車室空間を広く維持しつつ、車体剛性を確保することができるダッシュパネルに係る車体構造に関するものである。

従来、自動車の車体構造には、フロントサイドフレームとフロントピラーの下部とを接合する補強部材をダッシュパネルの前面側に備え、フロントサイドフレームからの荷重をフロントピラーおよびサイドシル等の車室を形成する部材に伝えるようにしたものがある（例えば、特許文献１）。

このような補強部材は、ダッシュパネルの前面側の左右側にタイヤの設置空間として配置されるホイールハウスを避けて、ホイールハウスの後方に配置される。理由は、ダッシュパネルを支持するとともに、ホイールハウス内のタイヤの転舵空間を確保するためである。
特許第２９３６８７７号明細書

しかしながら、特許文献１の車体構造ではホイールハウスの後方に補強部材が配置されることから、補強部材の体積分だけダッシュパネルが後方に押し出されることになり、車室空間が減少するという問題がある。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、車室空間を広く維持しつつ、車体剛性を確保することができる車体構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、車体構造（１）であって、鉛直方向に延びる左右一対のフロントピラーロア（４）と、前記左右一対のフロントピラーの間にエンジンルーム（１００）と車室（１０１）とを隔離するように設置され、車幅方向および鉛直方向に延在する板状の基部（２３）および前記基部の下端から車幅方向にわたって後方へと斜め下方に延出した脚部（２４）を有する本体部と、前記本体部の左右側と前記フロントピラーとの間に設けられ、前記車室側に曲面形状に突出したホイールハウス部（２５）とを備えたダッシュパネルと、前記基部のエンジンルーム側であって、前記ホイールハウス部寄りに接合され、前記基部から前方側に延びるとともに、前記基部および前記脚部に沿って下方かつ後方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム（３）と、前記フロントピラーロアのそれぞれの下部から後方へと延びる左右一対のサイドシル（６）と、前記ダッシュパネルの車室側部分であって、前記ホイールハウス部と前記本体部との境界（２６）に沿って連続して延設され、前記フロントピラーから前記フロントサイドフレーム側へと前記ホイールハウス部と前記基部との境界に沿って延びる第１部分と、前記第１部分の前記フロントサイドフレーム側の端部に連続し、前記サイドシルへと前記ホイールハウス部と前記脚部との境界に沿って延びる第２部分とを有する補強部材（２８）とを有し、前記補強部材の断面中心は、前記第１部分においては前記ホイールハウス部と前記基部との境界から前記基部に対して垂直に延びた線上に位置し、前記第２部分においては前記ホイールハウス部と前記脚部との境界から前記脚部に対して垂直に延びた線上に位置することを特徴とする。

第２の発明は第１の発明において、前記ホイールハウス部は、ビード（２７）を備えることを特徴とする。第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ホイールハウス部と前記本体部との境界には、前方側に突出した突出部（３３）が延設され、前記補強部材は、前記突出部の後方側の形状に適合する形状に形成されたパイプ部材（３４）を有することを特徴とする。

第１の発明によれば、曲面の備えた立体形状を有することから本来的にダッシュパネルの他の部分に比べて剛性が高いホイールハウス部の剛性を更に高めることができ、フロントサイドフレームから入力される荷重をダッシュパネルおよび補強部材と接合したフロントピラーおよびサイドシルに伝達することができる。また、ホイールハウス部の立体形状を構造体として利用することから補強部材を小型化することができるため、車室空間を広く確保することができる。第２の発明によれば、補強部材を境界に対してバランスよく配置し、ホイールハウス部の剛性を高めることができる。

＜実施形態の構成＞
以下、本発明を適用した自動車の車体構造に係る実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態の車体構造を示す斜視図である。図２は、図１の矢印ＩＩの方向より見た斜視図であって、車室側より見たダッシュパネルのおおよそ右側半分を示す斜視図である。図３は、図２の矢印ＩＩＩの方向から見た断面図である。なお、説明の便宜上、本発明が適用される自動車の進行方向を前方、進行方向と逆の方向を後方、前方を向いた際の右側を右、左側を左、鉛直上方を上方、鉛直下方を下方とする。

図１に示すように、実施形態に係る自動車の車体構造１は、エンジンルーム１００と車室１０１とを仕切るダッシュパネル２付近の構造として、ダッシュパネル２の前面側に接合して前方側に延びるとともに、ダッシュパネル２との接合部からダッシュパネル２に沿って下方かつ後方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム３と、ダッシュパネル２の左右側に接合され、鉛直方向に延びる左右一対のフロントピラーロア４と、両フロントピラーロア４の上方に一体形成された左右一対のフロントピラーアッパ５と、両フロントピラーロア４の下部から後方へと延びるサイドシル６と、両フロントピラーロア４の上部から前方に延びる左右一対のアッパメンバ７と、フロントサイドフレーム３およびアッパメンバ７に接合されたダンパハウジング８とを備えている。各要素は、溶接等によって接合さている。

ダッシュパネル２は、ダッシュロア２１と、ダッシュロア２１の上方に配置され略水平方向に突出するダッシュアッパ２２とを主要構成要素とする。図２に示すように、ダッシュロア２１は、概ね車幅方向および鉛直方向に延在する板状の基部２３と、基部２３の下端から車幅方向にわたって後方へと斜め下方に延出した脚部２４とから構成される本体部と、本体部の左右側に設けられたホイールハウス部２５とを備えている。ダッシュロア２１の脚部２４は、車室の床部を形成するフロアパネル（図示しない）と後方端で接合している。

両ホイールハウス部２５は、基部２３との境界２６から後方に曲面形状に突出した立体形状を呈し、フロントサイドフレーム３とフロントピラーロア４とに連結するとともに両ホイールハウス部２５のエンジンルーム側の下方に備えられたアウトリガ９とともに、ダッシュパネル２の前方に形成されるホイールハウスの一部を形成する。ホイールハウス部２５は、立体形状の剛性を高めるためにビード２７を備えてもよい。両ホイールハウス部２５の車幅方向における外側の端部は、フロントピラーロア４と接合している。また、両ホイールハウス部２５の車幅方向における外側の端部は、サイドシル６と一部において接合されていてもよい。

ホイールハウス部２５と本体部との境界２６、すなわちホイールハウス部２５および基部２３の境界と、ホイールハウス部２５および脚部２４の境界とには、車室１０１側より補強部材２８が設けられている。補強部材２８は、ホイールハウス部２５と基部２３との境界２６がフロントピラーロア４に接する部分から、ホイールハウス部２５と脚部２４との境界がサイドシル６に接する部分へと境界２６に沿って延在しており、補強部材２８の両端部はそれぞれフロントピラーロア４またはサイドシル６と溶接等により接合されている。補強部材２８は、ダッシュパネル２と比較して剛性の高い部材から形成されていることが好ましい。

図３に示すように、補強部材２８は、底部２９と、底部２９の一方面側に突出した２つの側壁３０とを有する溝型形状を呈する溝部３１を有し、側壁３０の上端には溝型形状の外方へと延びるフランジ部３２を備えている。補強部材２８は、比較的剛性の高い材料から形成され、ダッシュパネル２よりも剛性が高い材料により形成されることが好ましい。

補強部材２８は、フランジ部３２をホイールハウス部２５と、基部２３または脚部２４との表面に突き合わせて溶接等により接合される。このとき、補強部材２８と、ホイールハウス部２５と、基部２３または脚部２４との表面により形成される閉構造の断面中心Ａが、境界２６からダッシュパネル２の基部２３または脚部２４に対して垂直に延びた線上に位置するように、補強部材２８は配置される。ここでの断面中心Ａとは、補強部材２８と、ホイールハウス部２５と、基部２３または脚部２４との表面により形成される閉構造の横断面図における図心をいう。

＜実施形態の作用効果＞
次に、本実施形態に係る車体構造の作用効果について説明する。図４は従来の車体構造に前方衝突時の荷重が加わった際のダッシュパネルの変形状態を示す横断面図であり、図５は実施形態に係る車体構造１に前方衝突時の荷重が加わった際のダッシュパネル２の変形状態を示す横断面図である。

実施形態に係る車体構造１のダッシュパネル２には、フロントサイドフレーム３に加わる荷重がダッシュロア２１の基部２３の前方側の面より入力される。フロントサイドフレーム３に加わる荷重には、例えば前方衝突時の荷重がある。また、フロントサイドフレーム３は通常走行時においてもダンパハウジング８等から常に荷重を受けている。

図４に示すように、従来の車体構造では、前方衝突時にダッシュロア２１の基部２３がフロントサイドフレーム３から後方への荷重（図４中矢印）を受けた場合に、基部２３と同じくホイールハウス部２５にも変形が生じる（図４中破線）。ホイールハウス部２５は曲面に形成されているため、基部２３に比較して剛性が高いがフロントサイドフレーム３から受ける荷重に対して十分な剛性を有しているとはいえず、フロントサイドフレーム３からの荷重を受けて変形する。その結果、ホイールハウス部２５の曲面は変形され、本来ホイールハウス部２５が有していた剛性が損なわれて、ダッシュパネル２全体の剛性が低下する。

一方、図５に示すように、本発明の実施形態に係る車体構造１では、境界２６、すなわちホイールハウスの周縁に補強部材２８が設けられているため、ホイールハウス部２５の剛性は向上し、フロントサイドフレーム３からの比較的高い荷重に対してもホイールハウス部２５の曲面形状を維持することができるようになる。そのため、ダッシュパネル２の変形はホイールハウス部２５の周縁で寸断されるようになる。換言すると、ホイールハウス部２５は比較的剛性の高い構造体として機能することができるようになる。

ホイールハウス部２５の形状が維持されることから、基部２３のホイールハウス部２５との境界２６付近では変形が抑制され、荷重を受けた際の基部２３の変形量Ｄ２は従来構造において同様の荷重を受けた際の変形量Ｄ１に比較して小さくなる。基部２３の変形として消費することができなくなった荷重のエネルギーは、ダッシュロア２１の基部２３、ホイールハウス部２５および補強部材２８を介して車室１０１を形成するフロントピラーロア４およびサイドシル６に伝えられる。このようにして、本実施形態に係る車体構造１は、ダッシュパネル２の変形を低減して、車室１０１を形成する部材に荷重を分散させることができる。

以上のように、本実施形態に係る車体構造１は、補強部材２８によりダッシュパネル２の剛性が高いことから、ダッシュパネル２を補強するための、例えばダッシュパネルリインフォースメントメンバといった他のクロスメンバ等の設置を省略することができる。ダッシュパネルリインフォースメントメンバは、一般的にダッシュパネル２の前面に沿って配置され、両フロントサイドフレーム間と、フロントサイドフレームとフロントピラーとの間を連結する。このとき、フロントサイドフレームとフロントピラーロアとの間にはホイールハウスが存在するため、ダッシュパネルリインフォースメントメンバはホイールハウスを避けて、ホイールハウスの後方に配置される。そのため、ダッシュパネルはダッシュパネルリインフォースメントメンバの分だけ後方に押し出され、車室空間が減少する。本実施形態に係る車体構造１は、車体の剛性を維持しつつ、このようなダッシュパネルリインフォースメントメンバを省略することができるため、ダッシュパネル２をホイールハウスに隣接させることができ車室空間を広く確保することができる。本発明の実施形態に係る補強部材２８は、境界２６部分に配置されるため、車室空間への影響を最小限にすることができる。

また、本発明の実施形態に係る車体構造１は、ホイールハウス部２５の立体形状が有する剛性を利用することから、補強部材２８に要求される剛性は低下し、補強部材２８を小型化することができる。そのため、車室空間を広く確保することができる。

＜変形実施形態＞
次に、本実施形態の一部を変形した変形実施形態について説明する。図６は、変形実施形態に係る車体構造を示す横断面図である。なお、図中において、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すとともにその説明を省略し、実施形態と異なる点について重点的に説明する。

図６に示すように、変形実施形態に係るダッシュロア２１のホイールハウス部２５と本体部としての基部２３および脚部２４の境界２６部分には、境界２６部分に沿って前方側（エンジンルーム１００側）に突出した突出部３３が延設されている。突出部３３の後方側（車室１０１側）には、突出部３３の背面（後方側）の形状と適合するとともに境界２６部分に沿って配置された第１補強部材３４が設けられている。第１補強部材３４は、例えば環状のパイプ部材である。第１補強部材３４は、第２補強部材３５により突出部３３の背面に取り付けられる。第１および第２補強部材３４・３５は、ダッシュパネル２と比較して剛性の高い部材から形成されることことが好ましい。

第２補強部材３５は、第１補強部材３４の側面の一部の形状と一致するとともに第１補強部材３４の長手方向に沿って延びる湾曲部３６と、湾曲部３６の長手方向にわたって両幅方向へと延びるフランジ部３７とを有し、フランジ部３７がホイールハウス部２５と、基部２３または脚部２４とに突き合わさせて溶接等により接合されている。なお、突出部３３の背面および第１補強部材３４と、第１補強部材３４および補強部材３４の湾曲部３６とはそれぞれ溶接等により接合されてもよい。

以上のように構成することによって、ホイールハウス部２５と基部２３および脚部２４との境界２６は、第１補強部材３４および第２補強部材３４に補強され、ホイールハウス部２５の曲面構造の剛性が向上する。このとき、突出部３３をエンジンルーム１００側に突出させたことにより、第１および第２補強部材３４・３５の車室側への突出量を減少させることができ、車室空間を広く確保することができる。突出部３３は、境界２６部分に沿って延設されていることから、ホイールハウス内のタイヤの転舵空間に与える影響は小さい。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、ダッシュパネルの形状が、ホイールハウス部と本体部との境界と、フロントサイドフレームとダッシュパネルとの接合部との距離が短くなるように形成されてもよい。このように構成することにより、ダッシュロアの基部の変形を更に小さくすることができる。実施形態における補強部材の形状は例示であって、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態の車体構造を示す斜視図である。 図１の矢印ＩＩの方向より見た斜視図である。 図２の矢印ＩＶの方向から見た断面図である。 実施形態に係る車体構造に前方衝突時の荷重が加わった際のダッシュパネルの変形状態を示す横断面図である。 従来の車体構造に前方衝突時の荷重が加わった際のダッシュパネルの変形状態を示す横断面図である。 変形実施形態に係る車体構造を示す横断面図である。

符号の説明

２ ダッシュパネル
３ フロントサイドフレーム
４ フロントピラーロア
６ サイドシル
２１ ダッシュロア
２３ 基部
２４ 脚部
２５ ホイールハウス部
２６ 境界
２８ 補強部材
２９ 底部
３０ 側壁
３１ 溝部
３２ フランジ部
１００ エンジンルーム
１０１ 車室
Ａ 断面中心

Claims (3)

1. 鉛直方向に延びる左右一対のフロントピラーロアと、
   前記左右一対のフロントピラーの間にエンジンルームと車室とを隔離するように設置され、車幅方向および鉛直方向に延在する板状の基部および前記基部の下端から車幅方向にわたって後方へと斜め下方に延出した脚部を有する本体部と、前記本体部の左右側と前記フロントピラーとの間に設けられ、前記車室側に曲面形状に突出したホイールハウス部とを備えたダッシュパネルと、
   前記基部のエンジンルーム側であって、前記ホイールハウス部寄りに接合され、前記基部から前方側に延びるとともに、前記基部および前記脚部に沿って下方かつ後方に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   前記フロントピラーロアのそれぞれの下部から後方へと延びる左右一対のサイドシルと、
   前記ダッシュパネルの車室側部分であって、前記ホイールハウス部と前記本体部との境界に沿って連続して延設され、前記フロントピラーから前記フロントサイドフレーム側へと前記ホイールハウス部と前記基部との境界に沿って延びる第１部分と、前記第１部分の前記フロントサイドフレーム側の端部に連続し、前記サイドシルへと前記ホイールハウス部と前記脚部との境界に沿って延びる第２部分とを有する補強部材と
   を有し、
   前記補強部材の断面中心は、前記第１部分においては前記ホイールハウス部と前記基部との境界から前記基部に対して垂直に延びた線上に位置し、前記第２部分においては前記ホイールハウス部と前記脚部との境界から前記脚部に対して垂直に延びた線上に位置することを特徴とする車体構造。
2. 前記ホイールハウス部は、ビードを備えることを特徴とする、請求項１に記載の車体構造。
3. 前記ホイールハウス部と前記本体部との境界には、前方側に突出した突出部が延設され、
   前記補強部材は、前記突出部の後方側の形状に適合する形状に形成されたパイプ部材を有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車体構造。

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