JP4687317B2 - 車両の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は車両の車体構造に関し、特に、ストラットタワーを補強するストラットタワーバーに関連する構造に関するものである。

車両の操縦安定性を向上すべく、ストラットタワーバーによりストラットタワーを補強することが従来より行なわれている。ストラットタワーバーは、車幅方向にストラットタワー間を連結してストラットタワーの車幅方向の変位を抑制するクロスバーだけではなく、ストラットタワーとダッシュパネルとを連結してストラットタワーの車両前後方向の変位も抑制するサイドバーも備えたものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−１３８９５２号公報

しかし、サイドバーはストラットタワーの車両前後方向の変位を抑制できるという利点がある反面、車両の前突等により車両前後方向に過剰な荷重が入力された場合、ダッシュパネルを突き破り、客室内に侵入する虞がある。

従って、本発明の目的は、車両の操縦安定性を向上しつつ、ストラットタワーバーが客室内に侵入することを防止することにある。

本発明によれば、左右の車輪をそれぞれ懸架する各懸架装置の各上部が固定される、左右のストラットタワーと、前記ストラットタワーよりも車室側において車幅方向に延在するパネル部材と、左右の前記ストラットタワー間を連結すると共に左右の前記ストラットタワーと前記パネル部材とを連結するストラットタワーバーと、を備えた車両の車体構造において、前記ストラットタワーバーが、車幅方向に延びるクロスバー部材と、左右の前記ストラットタワーから前記パネル部材へそれぞれ延びる一対のサイドバー部材と、を備え、前記サイドバー部材が、車両前後方向の荷重の入力に対する強度が他の部分よりも脆弱な脆弱部と、前記脆弱部から車両前後方向前方に車幅方向外方へ傾斜して延び、前記ストラットタワーに連結される前方部分と、前記脆弱部から車両前後方向後方に車幅方向内方へ傾斜して延び、前記パネル部材に連結される後方部分と、を有し、前記クロスバー部材が、前記ストラットタワーよりも車室側に配設されると共に各々の前記脆弱部を連結することを特徴とする車両の車体構造が提供される。

本発明の車両の車体構造では前記脆弱部を設けたことにより、車両前後方向に過剰な荷重が入力されると前記サイドバー部材が当該脆弱部にて屈曲若しくは破断し、前記サイドバー部材が前記パネル部材を突き破る事態を防止することができる。また、前記ストラットタワーバーは前記クロスバー部材と前記サイドバー部材とを備えたことにより、前記ストラットタワーの車幅方向及び車両前後方向の双方の変位を抑制できるので操縦安定性が向上する。従って、車両の操縦安定性を向上しつつ、ストラットタワーバーが客室内に侵入することを防止することができる。また、前記クロスバー部材が各々の前記脆弱部を連結するので、前記脆弱部への応力集中を促進することができると共に、前記クロスバー部材が、前記ストラットタワーよりも車室側に配設されることで、前記ストラットタワーの内側部に車載補機の配設スペースを確保できる。また、車載補機のメンテナンス等の際、前記クロスバーが邪魔にならない。

本発明においては、前記脆弱部が、前記サイドバー部材を曲折することで形成される曲折部である構成を採用できる。この構成によれば、前記サイドバー部材を曲折するという簡易な構成で前記脆弱部を形成できる。

また、本発明においては、前記サイドバー部材のうち、前記前方部分が平面視又は側面視で車両前後方向となす角度が、前記後方部分が平面視又は側面視で車両前後方向となす角度よりも大きい構成を採用できる。この構成によれば、前記脆弱部である前記曲折部への応力集中を促進することができ、当該曲折部をより脆弱にすることができる。

また、本発明においては、一対の前記サイドバー部材の前記パネル部材側の各端部を連結し、前記パネル部材に結合される補強部材を備えた構成を採用できる。

この構成によれば、前記サイドバー部材のうち、前記ストラットタワー側の端部から前記クロスバー部材との連結部分に至るタワー側部分を除き、一対の前記サイドバー部材と前記補強部材と前記クロスバー部材とにより、閉じた枠体が形成される。このため、前記タワー側部分は前記枠体部分よりも相対的に脆弱となり、車両前後方向に過剰な荷重が入力されると前記タワー側部分にて前記サイドバー部材が屈曲若しくは破断し、前記サイドバー部材が前記パネル部材を突き破る事態を防止することができる。

また、本発明においては、前記ストラットタワーの車幅方向内側に前記クロスバー部材に隣接して車載補機が配設された構成を採用できる。この構成によれば、車載補機のメンテナンス等の際、前記クロスバーが邪魔にならない。
また、本発明においては、前記脆弱部において、前記クロスバー部材と前記前方部分及び前記後方部分とを連結するブラケットを設けた構成を採用できる。

以上述べた通り、本発明によれば、車両の操縦安定性を向上しつつ、ストラットタワーバーが客室内に侵入することを防止することができる。

＜構成＞
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る車両の車体構造Ａの平面視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の線Ｘ−Ｘに沿う要部断面図である。車体構造Ａは車両のフロント部分に形成されるエンジンルームを構成する車体構造であって、エンジンルームと客室とを仕切るダッシュパネル１と、車幅方向に離間した１対のフロントサイドフレーム２と、ラジエータを支持するラジエータサポート部材３と、を備える。各フロントサイドフレーム２の上方にはエプロン部材４がそれぞれ配設されており、エプロン部材４からフロントサイドフレーム２に至る側壁を構成するパネルには、エンジンルーム側へ膨出して左右の前輪を収容するホイールハウス５が形成されている。

各ホイールハウス５には、左右の前輪をそれぞれ懸架する不図示の各懸架装置（ストラット）の各上部が固定される、左右のストラットタワー６が形成されている。ダッシュパネル１は、ストラットタワー６よりも車室側において車幅方向に延在するパネル部材を構成している。左右のストラットタワー６間並びにストラットタワー６とダッシュパネル１との間には、ストラットタワーバー１０が設けられている。ストラットタワーバー１０は、左右のストラットタワー６間を連結すると共に、補強部材２０を介して左右のストラットタワー６とダッシュパネル１とを連結する。図２はストラットタワーバー１０及び補強部材２０の分解斜視図である。

ストラットタワーバー１０は、車幅方向に延びるクロスバー部材１１と、左右のストラットタワー６からダッシュパネル１へそれぞれ延びる一対のサイドバー部材１２ａ、１２ｂ（以下、総称するときはサイドバー部材１２という。）と、を備える。クロスバー部材１１の存在により、ストラットタワー６の車幅方向の変位が抑制される。また、サイドバー部材１２の存在により、ストラットタワ６ーの車両前後方向の変位が抑制される。つまり、ストラットタワ６ーの車幅方向及び車両前後方向の双方の変位を抑制できるので操縦安定性が向上する。

本実施形態においてクロスバー部材１１とサイドバー部材１２は共に円管状の部材からなり、クロスバー部材１１は直線状をなしている。サイドバー部材１２は曲折部１２１ａ、１２１ｂを有し、曲折部１２１ａ、１２１ｂ（以下、総称するときは曲折部１２１という。）において曲折されて”へ”の字状に構成されている。曲折部１２１は後述する脆弱部を構成する。

サイドバー部材１２のうち、曲折部１２１から補強部材２０側の端部までの部分１２２ａ、１２２ｂ（以下、総称するときは部分１２２という。）は図１（ｂ）に示すように略水平方向（側面視で略車両前後方向）に延び、曲折部１２１からストラットタワー６側の端部までの部分１２３ａ、１２３ｂ（以下、総称するときは部分１２３という。）は図１（ｂ）に示すように下方前方へ傾斜する方向に延びている。部分１２２ａ、１２２ｂの各端部は小判型に扁平に潰されて補強部材２０との取付部が形成され、それぞれ取り付け穴が２つずつ形成されている。部分１２３ａ、１２３ｂの各端部は、連結ブラケット１３ａ、１３ｂにそれぞれ溶接され、この連結ブラケット１３ａ、１３ｂを介して左右のストラットタワー６にボルト締結される。

本実施形態において、クロスバー部材１１は図１（ａ）及び（ｂ）に示すようにストラットタワー６よりも車室側（ダッシュパネル１側）に配設されると共に各サイドバー部材１２の曲折部１２１ａと１２１ｂとを連結するよう、曲折部１２１ａと１２１ｂとを結ぶ線上に配設されている。クロスバー部材１１と各サイドバー部材１２とは、三股に分岐した連結ブラケット１４ａ、１４ｂにこれらを溶接することで連結される。図２において連結ブラケット１４ｂは一部破断図にて示されている。連結ブラケット１４ａ、１４ｂは下半分が開放されたハット状をなしており、クロスバー部材１１と各サイドバー部材１２とに被せられるようにしてこれらに装着され、溶接される。

補強部材２０は、略水平に延びる取付部２１と、略垂直に延びる２箇所の取付部２２と、を有する。取付部２１には、各サイドバー部材１２の端部をボルト締結するための２つの穴２１ａが２組設けられている。また、各取付部２２にはダッシュパネル１とボルト締結するための２つの穴２２ａがそれぞれ設けられており、取付部２２によりダッシュパネル１に結合される。

＜ストラットタワーバー１０の挙動＞
次に、車両の前突等により車両に対して車両前後方向に過剰な荷重が入力された場合のストラットタワーバー１０の挙動について図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）及び（ｂ）はストラットタワーバー１０の模式図（側面視）である。図３（ａ）に示すようにサイドバー部材１２は曲折部１２１において曲折し、部分１２３が側面視で車両前方下方へ傾斜している。この曲折部１２１は車両前後方向の荷重の入力に対する強度が他の部分よりも脆弱な脆弱部を構成することになる。

つまり、図３（ｂ）に示すように、車両の前突等により車両前後方向の過剰な荷重が入力されると、曲折部１２１を中心として部分１２２と１２３とが屈曲し、サイドバー部材１２は破線から実線で示すように全体として屈曲する。入力荷重によっては破断する。このため、サイドバー部材１２の特に部分１２２がその軸方向に移動してダッシュパネル１を突き破る事態を防止できる。よって、ストラットタワーバー１０が客室内に侵入することを防止することができる。また、本実施形態では図１（ａ）に示すように、部分１２３と部分１２２とが、平面視でも曲折部１２１において角度をなすよう構成されているため、前突時には部分１２２と部分１２３とが平面視でも屈曲し、ストラットタワーバー１０の客室内への侵入の防止を更に確実なものとしている。

本実施形態では曲折部１２１を設けることにより、サイドバー部材１２に脆弱部を構成したが、この他にも、ビードを形成したり、切り欠き、小穴を設けることで脆弱部を構成できる。尤も、サイドバー部材１２を曲折して脆弱部を構成することが最も簡易である。

ここで、図１（ｂ）に示すように、本実施形態ではサイドバー部材１０のうち、ストラットタワー６から曲折部１２１までの部分１２３が側面視で車両前後方向となす角度が、曲折部１２１からダッシュパネル１までの部分１２２が側面視で車両前後方向となす角度よりも大きい構成を採用している。図１（ｂ）において、線Ｌ１は部分１２３の長手方向（軸方向）を、線Ｌ２は部分１２２の長手方向（軸方向）を示している。この構成によれば、車両前後方向の荷重を軸力として負担する割合が、部分１２３の方が部分１２２よりも小さくなる。従って、脆弱部である曲折部１２１への応力集中を促進することができ、曲折部１２１がより脆弱になる。なお、本実施形態では採用していないが、部分１２３が平面視で車両前後方向となす角度が部分１２２が平面視で車両前後方向となす角度よりも大きい構成を採用してもよい。

また、本実施形態では、クロスバー部材１１が、脆弱部である曲折部１２１ａ−１２１ｂ間を連結する構成を採用している。このため、脆弱部である曲折部１２１ａへの応力集中を更に促進することができ、過剰な荷重の入力時に早期にサイドバー部材１２を屈曲・破断させることができる。なお、本実施形態では、クロスバー部材１１がストラットタワー６よりも車室側（ダッシュパネル１側）に配設されている。

このため、図１において符号７で示すように、バッテリ等の車載補機をストラットタワー６の内側部（車幅方向内側）に配設するスペースを確保でき、特に、ストラットタワー６の頂部よりも上方へ突出するような嵩張る車載補機をクロスバー部材１１に隣接して配設できる。このような嵩張る車載補機を配設する場合、ストラットタワー６間を結ぶ線上にクロスバー部材１１を配設しようとすると、正面視でクロスバー部材１１を門型にする必要があり、クロスバー部材１１が上方へ突出する。その結果、歩行者事故時の歩行者保護のために必要なボンネットとクロスバー部材１１との隙間が十分に確保できず、また、ボンネットの自由度が著しく損なわれる。更に、車載補機のメンテナンス等の際にクロスバー部材１１が邪魔になる。

本実施形態では、クロスバー部材１１をストラットタワー６よりも車室側に配設することで、このような問題を生じることなく、嵩張る車載補機をストラットタワー６の内側部に配設することができる。

＜補強部材２０の機能＞
本実施形態では、補強部材２０が一対のサイドバー部材１２ａ、１２ｂのダッシュパネル１側の各端部を連結し、クロスバー部材１１は、ストラットタワー６よりも車室側（ダッシュパネル１側）において一対のサイドバー部材１２ａ、１２ｂ間を連結するように配設されている。

このため、図３（ｃ）の模式図（平面視）に示すように、サイドバー部材１２のうち、ストラットタワー６側の端部からクロスバー部材１２との連結部分に至るタワー側の部分１２３を除き、一対のサイドバー部材１２と補強部材２０とクロスバー部材１１とにより、閉じた枠体（図３（ｃ）にてハッチングで示す。）が形成される。このため、タワー側の部分１２３は枠体部分よりも相対的に脆弱となり、車両前後方向に過剰な荷重が入力されるとタワー側の部分１２３にてサイドバー部材１２が屈曲若しくは破断し、サイドバー部材１２がダッシュパネル１を突き破る事態を防止することができる。

補強部材２０に関連するこのような機能はサイドバー部材１２に上述した脆弱部（曲折部１２１）を設けなくても発揮されるが、本実施形態のように両者を併用することで、より一層過剰な荷重入力時のサイドバー部材１２の屈曲、破断を促進でき、特に、本実施形態のように枠体部分と部分１２３との境界に脆弱部（曲折部１２１）があると、より効果的なものとなる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る車両の車体構造Ａの平面視図、（ｂ）は図１（ａ）の線Ｘ−Ｘに沿う要部断面図である。 ストラットタワーバー１０及び補強部材２０の分解斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はストラットタワーバー１０の挙動を示す模式図（側面視）、（ｃ）はストラットタワーバー１０と補強部材２０の模式図（平面視）である。

符号の説明

Ａ 車体構造
１ ダッシュパネル（パネル部材）
６ ストラットタワー
７ 車載補機
１０ ストラットタワーバー
１１ クロスバー部材
１２ａ、１２ｂ サイドバー部材
２０ 補強部材
１２１ａ、１２１ｂ 曲折部（脆弱部）

Claims (6)

1. 左右の車輪をそれぞれ懸架する各懸架装置の各上部が固定される、左右のストラットタワーと、
   前記ストラットタワーよりも車室側において車幅方向に延在するパネル部材と、
   左右の前記ストラットタワー間を連結すると共に左右の前記ストラットタワーと前記パネル部材とを連結するストラットタワーバーと、
   を備えた車両の車体構造において、
   前記ストラットタワーバーが、
   車幅方向に延びるクロスバー部材と、
   左右の前記ストラットタワーから前記パネル部材へそれぞれ延びる一対のサイドバー部材と、を備え、
   前記サイドバー部材が、
   車両前後方向の荷重の入力に対する強度が他の部分よりも脆弱な脆弱部と、
   前記脆弱部から車両前後方向前方に車幅方向外方へ傾斜して延び、前記ストラットタワーに連結される前方部分と、
   前記脆弱部から車両前後方向後方に車幅方向内方へ傾斜して延び、前記パネル部材に連結される後方部分と、を有し、
   前記クロスバー部材が、前記ストラットタワーよりも車室側に配設されると共に各々の前記脆弱部を連結することを特徴とする車両の車体構造。
2. 前記脆弱部が、前記サイドバー部材を曲折することで形成される曲折部であることを特徴とする請求項１に記載の車両の車体構造。
3. 前記サイドバー部材のうち、前記前方部分が平面視又は側面視で車両前後方向となす角度が、前記後方部分が平面視又は側面視で車両前後方向となす角度よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の車両の車体構造。
4. 一対の前記サイドバー部材の前記パネル部材側の各端部を連結し、前記パネル部材に結合される補強部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の車体構造。
5. 前記ストラットタワーの車幅方向内側に前記クロスバー部材に隣接して車載補機が配設されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の車体構造。
6. 前記脆弱部において、前記クロスバー部材と前記前方部分及び前記後方部分とを連結するブラケットを設けたことを特徴とする請求項２に記載の車両の車体構造。

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