JP5329382B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、ダッシュボードロアの前方にエンジンが配置され、前面衝突時にエンジンが車室内に侵入することを抑制する車体前部構造に関する。

車体前部構造として、エンジンの後背面にステイを介して触媒を支持した車体前部構造が知られている。
この種の車体前部構造は、エンジンルームの車体剛性を高めたり、エンジンルーム内でクラッシュストロークを確保できるように、適宜設計されるものであった。
このような、車体前部構造として、前面衝突時に、衝突荷重で補機を脱落させ、クラッシュストロークを確保するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の車体前部構造は、車両前部にエンジンが横置きに配置され、このエンジンの後方に触媒（キャタライザ）が設けられ、エンジンから前方に吸気系部材が突出され、この吸気系部材に補機が取付けられ、吸気系部材に破壊可能な脆弱部が設けられたものである。すなわち、車両の前面衝突時に、衝突荷重で脆弱部を破壊させて補機を脱落させ、エンジンの前方にクラッシュストロークを確保する。

しかし、特許文献１の車体前部構造では、前面衝突が進行し、エンジンが後退すると、触媒がダッシュボードロア（ダッシュボードロアパネル）を押し、ダッシュボードロアを変形させ、乗員の車室空間を減少させる。
近年、排ガス対策などで触媒（キャタライザ）が大型化される場合が多い。従って、前面衝突時に触媒が後退し、ダッシュボードロアが押され、触媒が車室（キャビン）に侵入することを防止することが要求される。

特開２００７−１９２１６０公報

本発明は、前面衝突時に、エンジンの後方に設けられる触媒（キャタライザ）が、車室（キャビン）に侵入することを防止できる車体前部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体前部にエンジンルームが設けられ、このエンジンルームにエンジンが配置され、このエンジンの後方にステイを介して排ガスを浄化する触媒が取付けられ、この触媒の後方にエンジンルームと車室とを仕切るダッシュボードロアパネルが設けられた車体前部構造において、ダッシュボードロアパネルの前面に、且つ触媒に対峙させて、ステイよりも車体前後方向の強度を高めたダッシュボードロアクロスメンバを車幅方向に設け、ダッシュボードロアパネルの車室内側に、左右一対のダッシュボードロアサイドメンバが配置され、このダッシュボードロアサイドメンバは、高さ方向に関してダッシュボードロアクロスメンバに一致しており、ダッシュボードロアサイドメンバの車幅方向内端は、ダッシュボードロアパネルを挟んでダッシュボードロアクロスメンバに結合されているたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、ダッシュボードロアクロスメンバが、矩形断面のメンバであり、下方の角部を、触媒の下端と上下高さを一致させたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、ステイが、上方から見てハの字に触媒を挟むものであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ステイに、車体前後方向に指向する長孔が形成され、この長孔に触媒が支持されることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、ダッシュボードロアパネルの後方に且つ車幅外方には、左右のサイドシルが配置され、これらのサイドシルの前端から上方に、フロントピラーインナロアが延び、ダッシュボードロアサイドメンバの車幅方向外端は、フロントピラーインナロアに結合されていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、ダッシュボードロアパネルの左右の前方に、フロントサイドフレームが延び、ダッシュボードロアサイドメンバの外端は、さらに、フロントサイドフレームに結合されていることを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、車体前部構造は、車体前部にエンジンルームが設けられ、このエンジンルームにエンジンが配置され、このエンジンの後方にステイを介して排ガスを浄化する触媒が取付けられ、この触媒の後方にエンジンルームと車室とを仕切るダッシュボードロアパネルが設けられる。
ダッシュボードロアパネルの前面に、且つ触媒に対峙させて、ステイよりも車体前後方向の強度を高めたダッシュボードロアクロスメンバを車幅方向に設けたので、前面衝突時に、ダッシュボードロアクロスメンバより先に、ステイを変形させることができる。これにより、触媒でダッシュボードロアパネルを変形させることを抑制することができる。この結果、車室の変形を最小限に止めることができる。

請求項２に係る発明では、ダッシュボードロアクロスメンバが、矩形断面のメンバであり、下方の角部を、触媒の下端と上下高さを一致させた。すなわち、角部は剛性が高いので、触媒の侵入を阻止することができる。

請求項３に係る発明では、ステイが、上方から見てハの字に触媒を挟むものであるので、ステイは車体前後方向に変形しやすい。

請求項４に係る発明では、ステイに、車体前後方向に指向する長孔が形成され、この長孔に触媒が支持されるので、触媒が長孔に沿って前方へ移動することができる。この結果、触媒が車室内に侵入することを抑制することができる。

本発明に係る車体前部構造が採用された車体の下方から見た斜視図である。 図１に示される車体の車室側から見た斜視図である。 本発明に係る車体前部構造の平面図である。 図３に示された車体前部構造の側面図である。 図３に示された車体前部構造の触媒及びステイの斜視図である。 図３に示された車体前部構造の違いを示す比較検討図である。 図３に示された車体前部構造の作用の違いを示す比較検討図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１及び図２に示されるように、車体１１は、車幅方向に配置されたダッシュボードロア（ダッシュボードロアパネル）１５と、このダッシュボードロア１５の前方に延ばされた左右のフロントサイドフレーム１６，１６と、これらのフロントサイドフレーム１６，１６の前部に設けられたフロントバルクヘッド１１１と、フロントサイドフレーム１６，１６の後部に且つダッシュボードロア１５の前面１５ａに沿わせて形成されたダッシュボードロアクロスメンバ１１２と、ダッシュボードロア１５の車室１２内側に配置された左右のダッシュボードロアサイドメンバ１１６，１１６と、ダッシュボードロア１５の後方に且つ車幅外方に配置された左右のサイドシル１７，１７と、ダッシュボードロア１５の後方且つ車体中央から延ばされたトンネル部１８と、左右のサイドシル１７，１７間に配置されたフロアパネル（フロントフロアパネル）１９と、これらのフロアパネル１９及びトンネル部１８の下に配置された燃料タンク（センタタンク）２１と、フロントサイドフレーム１６，１６の後端に接続され、ダッシュボードロア１５に沿ってフロアパネル１９に亘り配置される左右のサイドフレームエクステンション２２，２２と、サイドシル１７，１７とサイドフレームエクステンション２２，２２との間に設けられるアウトリガー２６，２６と、左右のサイドシル１７，１７の中間同士に接続されるフロアクロスメンバ２９と、左右のサイドシル１７，１７の後部から後方に延ばされた左右のリヤサイドフレーム１１３，１１３と、これらのリヤサイドフレーム１１３，１１３の中間に渡されたリヤ側クロスメンバ１１４と、を備える。
燃料タンク（センタタンク）２１は、バッテリー、燃料電池若しくは水素タンク等のエネルギー容器の一例である。

トンネル部１８の両側には、車体前後方向に延ばされた左右のトンネルフレーム２７，２７が配置される。すなわち、トンネル部１８は、フロアパネル１９の車幅中央部分で隆起させ、車体前後方向に延ばされたセンタトンネル（トンネル本体）２４と、このセンタトンネル２４の両側に設けられ、車体前後方向に延ばされた左右のトンネルフレーム２７，２７とを備える。
左右のトンネルフレーム２７，２７には、トンネルクロスメンバ２８が接続される。

ダッシュボードロア１５は、車体１１のエンジンルーム１１５と車室１２とを隔てる部材である。ダッシュボードロア１５には、トンネル部１８が延ばされる凹状部３３が形成される。フロントサイドフレーム１６は、車体前方に直線的に延ばされる。

サイドフレームエクステンション２２は、ダッシュボードロア１５（フロアパネル１９）の下方且つ燃料タンク２１の前方で、サイドシル１７側に連結されるサイドシル側エクステンション４３と、トンネルフレーム２７側に連結されるトンネル側エクステンション４４と、に分岐される。

図３〜図５に示されるように、車体前部構造２０は、車体前部に設けられたエンジンルーム１１５と、このエンジンルーム１１５に配置されたエンジン１１７と、このエンジン１１７の後方にステイ１１８を介して取付けられ、排ガスを浄化する触媒（キャタライザ）１１９と、この触媒１１９の後方に設けられ、エンジンルーム１１５と車室１２とを仕切るダッシュボードロアパネル（ダッシュボードロア）１５と、このダッシュボードロアパネル１５の前面１５ａに沿わせて設けられるとともに、左右のフロントサイドフレーム１６，１６（図１参照）に車幅方向に渡されたダッシュボードロアクロスメンバ１１２と、ダッシュボードロア１５の車室１２内側に配置された左右のダッシュボードロアサイドメンバ１１６，１１６と、から構成される。

ステイ１１８は、触媒１１９を支持する左右の支持ピース１２１，１２１と、こられの支持ピース１２１，１２１をエンジン１１７側で連結する連結バー１２２と、支持ピース１２１，１２１のエンジン１１７側から延出され、エンジン１１７に取付けられるねじシャフト１２３，１２３と、からなる。

支持ピース１２１は、軽量化を図るとともに変形を許容する抜き孔１２４と、車体前後方向に指向するように形成され、ステイ１１８に触媒１１９をボルト１２６で締結するための長孔１２５とが形成される。左右の支持ピース１２１，１２１は、上面視でエンジン１１７側に向けてハの字状に開いて連結バー１２２に取付けられている。
すなわち、ステイ１１８は、上方から見てハの字に触媒１１９を挟んで支持するものである。

触媒１１９は、触媒本体（不図示）が収納される本体部１２７と、この本体部１２７の上部に形成され、エンジン１１７の排気ポート１２８に接続する排気ポート側接続部１２９と、本体部１２７の下部に形成され、排気管１３１が接続される排気管側接続部１３２と、からなる。

ダッシュボードロアクロスメンバ１１２は、ダッシュボードロアパネル１５の前面１５ａに且つ触媒１１９に対峙させて設けられる矩形断面のメンバである。ダッシュボードロアクロスメンバ１１２は、例えば、エンジン１１７に前突荷重が作用し、触媒１１９が車体後方に後退し、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２に当接するときに、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２の下方の角部１３４を、触媒１１９の本体部１２７の下端１３５と高さが略一致するように設けられている。
さらに、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２の車体前後方向の強度は、ステイ１１８の車体前後方向の強度よりも高く設定される。

ダッシュボードロアサイドメンバ１１６は、高さ方向に関してダッシュボードロアクロスメンバ１１２位置に配置されている。ダッシュボードロアサイドメンバ１１６の内端１１６ａは、ダッシュボードロアパネル１５を挟んでダッシュボードロアクロスメンバ１１２に結合され、ダッシュボードロアサイドメンバ１１６の外端１１６ｂは、フロントピラーインナロア１３６及びフロントサイドフレーム１６に結合されている。

すなわち、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２と、左右のダッシュボードロアサイドメンバ１１６，１１６とで車幅方向に渡された連続的なクロスメンバが構成され、車室１２の強度及び剛性が高められている。

図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）に比較例の車体前部構造２１０が示される。
比較例の車体前部構造２１０は、車体前部にエンジンルーム２１１が設けられ、このエンジンルーム２１１にエンジン２１２が配置され、このエンジン２１２の後方にステイ２１３を介して排ガスを浄化する触媒２１４が取付けられ、この触媒２１４の後方に、エンジンルーム２１１と車室２１５（図７（ａ）参照）とを仕切るダッシュボードロアパネル（ダッシュボードロア）２１６が設けられる。

ステイ２１３は、触媒２１４を支持する左右の支持ピース２１７，２１７と、これらの支持ピース２１７，２１７をエンジン２１２側で連結する連結バー２１８と、から構成される。左右の支持ピース２１７，２１７は、車体前後方向に関して平行に設けられる。支持ピース２１７の触媒２１４を支持する孔２１９は丸孔に形成されている。
従って、ステイ２１３は、剛性が高いとともに、触媒２１４をストローク（移動）可能に支持することはできない。

図７（ａ）に示されるように、エンジン２１２に矢印ａ１の如く前突荷重が作用する場合には、エンジン２１２は後方へ後退する。図７（ｂ）に示されるように、さらに、エンジン２１２が矢印ａ３の如く後方へ後退すると、触媒２１４はダッシュボードロアパネル（ダッシュボードロア）２１６に当接し、ダッシュボードロアパネル２１６が車室２１５側に変形を受ける。

図６（ｃ），（ｄ）及び図７（ｃ），（ｄ）に実施例の車体前部構造２０が示される。
車体前部構造２０では、ステイ１１８の左右の支持ピース１２１，１２１は、上面視でエンジン１１７側に向けてハの字状に開いて連結バー１２２に取付けられている。また、支持ピース１２１に、車体前後方向に指向する長孔１２５が形成され、この長孔１２５に触媒１１９が支持される。さらに、支持ピース１２１に、軽量化を図るとともに変形を許容する抜き孔１２４が設けられている。
従って、ステイ１１８は、上下方向の荷重に対して変形しにくく、前突荷重に対して変形しやすい構造である。

車体前部構造２０では、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２が、ダッシュボードロアパネル１５の前面１５ａに沿わせて設けられるとともに、左右のフロントサイドフレーム１６，１６（図１参照）に車幅方向に渡されている。また、左右のダッシュボードロアサイドメンバ１１６，１１６が、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２の車幅方向外方に連続的に設けられている。さらに、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２は、触媒１１９が当接するときに、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２の下方の角部１３４が、触媒１１９の本体部１２７の下端１３５と高さが略一致するように設けられる。
従って、ダッシュボードロアパネル１５は、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２、ダッシュボードサイドメンバ１１６，１１６により変形に強い構造となる。

図７（ｃ）に示されるように、エンジン１１７に矢印ｃ１の如く前突荷重が作用する場合には、エンジン１１７は後方へ後退する。この結果、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２の下方の角部１３４に、触媒１１９の本体部１２７の下端１３５の高さが略一致する。

図７（ｄ）に示されるように、さらに、エンジン１１７が矢印ｃ３の如く後方へ後退すると、触媒１１９の下端１３５はダッシュボードロアクロスメンバ１１２の角部１３４に当接し、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２で触媒１１９を受け止め、ダッシュボードロアパネル１５が車室１２側に変形することを抑制できる。

車体前部構造２０では、車体前部にエンジンルーム１１５が設けられ、このエンジンルーム１１５にエンジン１１７が配置され、このエンジン１１７の後方にステイ１１８を介して排ガスを浄化する触媒１１９が取付けられ、この触媒１１９の後方にエンジンルーム１１５と車室１２とを仕切るダッシュボードロアパネル１５が設けられる。

ダッシュボードロアパネル１５の前面１５ａに、且つ触媒１１９に対峙させて、ステイ１１８よりも車体前後方向の強度を高めたダッシュボードロアクロスメンバ１１２を車幅方向に設けたので、前面衝突時に、ダッシュボードロアクロスメンバ１１２より先に、ステイ１１８を変形させることができる。これにより、触媒１１９でダッシュボードロアパネル１５を変形させることを抑制することができる。この結果、車室１２の変形を最小限に止めることができる。

ダッシュボードロアクロスメンバ１１２が、矩形断面のメンバであり、下方の角部１３４を、触媒１１９（本体部１２７）の下端１３５と上下高さを一致させた。すなわち、角部１３４は剛性が高いので、触媒１１９の侵入を阻止することができる。

ステイ１１８が、上方から見てハの字に触媒１１９を挟むものであるので、ステイ１１８は車体前後方向に変形しやすい。

ステイ１１８は、車体前後方向に指向する長孔１２５が形成され、この長孔１２５に触媒１１９が支持されるので、触媒１１９が長孔１２５に沿って前方へ移動することができる。この結果、触媒１１９が車室１２内に侵入することを抑制することができる。

尚、本発明に係る車体前部構造２０は、図５に示すように、ステイ１１８に、車体前後方向に指向するように形成され、ステイ１１８に触媒１１９をボルト１２６で締結するための長孔１２５とが形成されるが、これに限るものではなく、長孔１２５は触媒１１９のストローク方向に沿わせた孔も含む。

本発明に係る車体前部構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

１１…車体、１２…車室、１５…ダッシュボードロアパネル、１５ａ…前面、１６…フロントサイドフレーム、１７…サイドシル、２０…車体前部構造、１１２…ダッシュボードロアクロスメンバ、１１５…エンジンルーム、１１６…ダッシュボードロアサイドメンバ、１１６ａ…内端、１１６ｂ…外端、１１７…エンジン、１１８…ステイ、１１９…触媒、１２５…長孔、１３４…角部、１３５…下端、１３６…フロントピラーインナロア。

Claims (6)

1. 車体前部にエンジンルームが設けられ、このエンジンルームにエンジンが配置され、このエンジンの後方にステイを介して排ガスを浄化する触媒が取付けられ、この触媒の後方にエンジンルームと車室とを仕切るダッシュボードロアパネルが設けられた車体前部構造において、
   前記ダッシュボードロアパネルの前面に、且つ前記触媒に対峙させて、前記ステイよりも車体前後方向の強度を高めたダッシュボードロアクロスメンバを車幅方向に設け、
   前記ダッシュボードロアパネルの車室内側に、左右一対のダッシュボードロアサイドメンバが配置され、
   このダッシュボードロアサイドメンバは、高さ方向に関して前記ダッシュボードロアクロスメンバに一致しており、
   前記ダッシュボードロアサイドメンバの車幅方向内端は、前記ダッシュボードロアパネルを挟んで前記ダッシュボードロアクロスメンバに結合されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記ダッシュボードロアクロスメンバは、矩形断面のメンバであり、下方の角部を、触媒の下端と上下高さを一致させたことを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。
3. 前記ステイは、上方から見てハの字に前記触媒を挟むものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体前部構造。
4. 前記ステイは、車体前後方向に指向する長孔が形成され、この長孔に前記触媒が支持されることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車体前部構造。
5. 前記ダッシュボードロアパネルの後方に且つ車幅外方には、左右のサイドシルが配置され、
   これらのサイドシルの前端から上方に、フロントピラーインナロアが延び、
   前記ダッシュボードロアサイドメンバの車幅方向外端は、前記フロントピラーインナロアに結合されていることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか１項記載の車体前部構造。
6. 前記ダッシュボードロアパネルの左右の前方に、フロントサイドフレームが延び、
   前記ダッシュボードロアサイドメンバの外端は、さらに、前記フロントサイドフレームに結合されていることを特徴とする請求項５記載の車体前部構造。

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