JP5359235B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前部構造に関し、更に詳しくは、ダッシュパネルの開口部近傍に配設されたフロアパネルの補強構造に関する。

従来の車体前部構造としては、車室内の前端に配設されて、左右のフロントピラー同士を車幅方向に連結するダッシュクロスメンバと、前端がダッシュクロスメンバに接続されて車両後方に延びるフロアトンネルと、該フロアトンネルの左右両側に所定間隔をおいて前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、これらのフロアトンネルおよびサイドシルを車幅方向に連結するクロスメンバとによって構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された車体構造では、車体前部に後方に向かう荷重が入力された場合に、前記ダッシュクロスメンバからフロアトンネルを介して前記クロスメンバに伝達されたのち、サイドシルに伝わる。
特開２００４−２８４５３２号公報（第６頁、図６）

しかしながら、従来の車体前部構造では、着座した乗員の足元近傍のフロアパネル上に前記クロスメンバが配設されているため、足元のスペースが縮小し、ブレーキペダルやアクセルペダル等の操作性が低下するおそれがあった。

そこで、本発明は、着座した乗員の足元近傍のスペースを確保しつつ、前面衝突時におけるダッシュパネルの後退を抑制することができる車体前部構造を提供するものである。

本発明に係る車体前部構造は、車室内の前端に、所定大きさの開口部を有するダッシュパネルを設け、該ダッシュパネルの下端部から車両後方に延びるフロアパネルを設け、前記ダッシュパネルの開口部近傍におけるフロアパネルの部位に、車両前後方向に延びるとともに車幅方向外側にフランジ部を有する帯状の補強部材を配設し、フロアパネルに車両前後方向に延びるとともに車幅方向内側にフランジ部を有する補強メンバを設け、補強メンバの車幅方向内側端および外側端から車両前方に延ばした延長線に挟まれた領域を避けるように開口部を配設し、開口部の車幅方向内側の端部から車幅方向外側の端部までの範囲と補強部材の車幅方向内側の端部から車幅方向外側の端部までの範囲とが少なくとも一部重なるように補強部材を配設し、かつ開口部の後端より後方に補強部材を配設し、かつ補強メンバの車幅方向内側に補強部材を配設し、補強部材のフランジ部と補強メンバのフランジ部とを接合したことを最も主要な特徴とする。

本発明に係る車体前部構造によれば、フロアパネルに帯状の補強部材を配設しており、該補強部材は車室内に突出する高さが低いため、乗員の足元近傍のスペースが狭まることが抑制されると共に、前面衝突時におけるダッシュパネルの後退量を抑制することができる。

また、補強部材は、ダッシュパネルの開口部近傍におけるフロアパネルの部位に設けられているため、ダッシュパネルの剛性が低い部位である開口部近傍を確実に補強することができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図４は本発明にかかる車体前部構造の一実施形態を示し、図１は本発明の実施形態による車体前部を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線による断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線による断面図、および図４は本発明の実施形態による補強パネルを示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態による車室内の前部には、車幅方向に亘って配置され、上下方向に延設されたダッシュパネル１と、その前端部がダッシュパネル１の下端部１ａに接合され、このダッシュパネル１の下端部１ａから車両後方に延設されたフロアパネル３と、ダッシュパネル１の車幅方向中央から車両後方に延びるセンターフロアパネル５と、該センターフロアパネル５の上面５ａを覆うように配設されたアッパーパネル７と、前記フロアパネル３の上面に設けられ、車両前後方向に延びる床上メンバ９と、車両右側に配置されたフロアパネル３の上面に、前記センターフロアパネル５および床上メンバ９の間に配設された補強部材である断面が略ハット状の補強パネル１１と、フロアパネル３の側端に設けられて車両前後方向に延びるサイドシル１３と、これらのサイドシル１３とセンターフロアパネル５を車幅方向に連結するクロスメンバ１５とを備えている。

前記ダッシュパネル１は、車室内の前端に配設されており、車両右側の下部に所定大きさの開口部１７が形成されている。また、図３に示すように、フロアパネル３の前端部は前方斜め上方になだらかに湾曲した断面略Ｊ字状に形成されており、その前端部３ａはダッシュパネル１の下端部１ａの上に接合されている。

前記補強パネル１１は、図２〜図４に示すように、車両右側のフロアパネル３の前端部に配設され前後方向に沿って延設された帯状の部材であり、車幅方向に所定間隔をおいて前後方向に延びる左右一対の凸面１９，２１と、左右の凸面１９，２１の間に配置されて前後方向に沿って延びる凹面２３とが形成されている。即ち、前記凸面１９，２１は、図２に示すように上側に突出して形成され、凹面２３は下側に凹んで形成されている。また、補強パネル１１の車内側、後方側および車外側の外周には、前記凸面１９，２１を囲むようにフランジ２５，２７が形成されている。このフランジ２５，２７がフロアパネル３の上面に接合されることによって、補強パネル１１がフロアパネル３に固定される。なお、凹面２３には、前後に貫通孔４９，５１が穿設されている。

前記フロアトンネル２９は、図２に示すように、センターフロアパネル５とセンターフロアパネル５の上面を覆うように配設されたアッパーパネル７とから構成されている。センターフロアパネル５の下端部は、フロアパネル３よりも下側に突出する凹部３１に形成され、該凹部３１を前記フロアパネル３で覆うことによって、これらのフロアパネル３とセンターフロアパネル５とで断面略矩形状の第１閉断面部３３が形成されている。このように、フロアトンネル２９の下部に第１閉断面部３３が形成されている。

また、前記補強パネル１１の車両右側には、上方に凸の断面略ハット状に形成された床上メンバ９が配設されている。この床上メンバ９の左側のフランジ３５は、補強パネル１１の右側のフランジ２７の上に載置されて取り付けられている。床上メンバ９の下方には、フロアパネル３を挟んで床下メンバ３７が下方に突出して配設されている。この床下メンバ３７は、上側の第１メンバ３９と下側の第２メンバ４１とから構成されており、これらの上側の第１メンバ３９、下側の第２メンバ４１とフロアパネル３とによって第２閉断面部４３が形成されている。そして、前記第１閉断面部３３と第２閉断面部４３とはフロアパネル３と補強パネル１１によって連結されている。

具体的には、第１閉断面部３３を構成するセンターフロアパネル５の車外側端部に配置されたフランジ４５と、補強パネル１１の車内側端部に配置されたフランジ２５と、でフロアパネル３を挟み込むように構成されている。前記第２閉断面部４３を構成する第１メンバ３９の車内側の端部に配置されたフランジ４７と、補強パネル１１の車外側端部に配置されたフランジ２７と、でフロアパネル３を挟み込むように構成されている。なお、第２メンバ４１の右側には、エクステンションパネル５３が接合されている。

以下に、本発明の実施形態による作用効果を説明する。
（１）車室内の前端に配設されると共に、所定大きさの開口部１７が設けられたダッシュパネル１と、該ダッシュパネル１の下端部１ａから車両後方に延びるフロアパネル３と、前記ダッシュパネル１の開口部１７近傍におけるフロアパネル３の部位に配設されて車両前後方向に延びる帯状の補強部材である補強パネル１１とを備えている。

このように、フロアパネル３に帯状の補強パネル１１を配設しており、該補強パネル１１は車室内に突出する高さが低いため、乗員の足元近傍のスペースが狭まることが抑制されると共に、前面衝突時におけるダッシュパネル１の後退量を抑制することができる。また、前面衝突時においては、フロアトンネル２９が左右に開くことを効果的に防止することができ、側面衝突時および前面衝突時に、剛性が低い開口部１７の周辺部分から変形することを効果的に抑制することができる。

（２）前記補強パネル１１は、車幅方向に沿った断面形状が略ハット状に形成され、上方に向けて凸状に形成された左右一対の凸面１９，２１と、これらの凸面同士１９，２１の間に配置されて下方に向けて凹状に形成された凹面２３とから一体に形成され、前記凸面１９，２１および凹面２３は車両前後方向に沿って延設されている。

このように、凸面１９，２１および凹面２３の組合せによって補強パネル１１の剛性を効率的に向上させることができる。

（３）車両前後方向に延びるフロアトンネル２９の下部に下方に凹む凹部３１が設けられ、該凹部３１がフロアパネル３で覆われることによって前記フロアトンネル２９の下部に第１閉断面部３３が形成される一方、前記補強パネル１１の車幅方向外側におけるフロアパネル３の下部に、下方に突出する床下メンバ３７とフロアパネル３によって第２閉断面部４３が設けられ、これらの第１閉断面部３３と第２閉断面部４３とを前記補強パネル１１を介して連結している。

このように、２つの閉断面部３３，４３をフロアパネル３と前記補強パネル１１を介して連結することにより、車体の床面の剛性をさらに高めることができる。

次いで、本実施形態による補強パネル１１を配設した車両と、この補強パネル１１を配設しない比較例に係る車両とで、衝突実験を行った結果を簡単に説明する。

図５は本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について比較的小さな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図、および、図６は図５に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について比較的小さな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図である。なお、本発明の内容を明瞭にするため、補強パネル近傍における荷重分布のみを示すこととする。

図５に示すように、比較的小さい荷重で前面衝突が生じた場合には、ダッシュパネル１の前後位置はあまり変化せず、補強パネル１１近傍には衝突荷重による応力分布Ｓ１があまりみられなかった。一方、図６に示すように、補強パネル１１を配設しない車両では、フロアパネル３の前端部に衝突荷重が伝達されて、床上メンバ９、クロスメンバ１５およびセンターフロアパネル５で囲まれた部位に大きな応力分布Ｓ２がされることが判明した。

また、図７は本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図、図８は図７に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図である。

図７に示すように、比較的大きな衝突荷重を受けた場合においても、補強パネル１１近傍およびフロアトンネル２９には衝突荷重があまり伝達されず、応力分布Ｓ３が小さい範囲でのみみられた。一方、図８に示すように、補強パネル１１を配設しない車両では、フロアパネル３の前端部およびフロアトンネル２９に衝突荷重が伝達されて広い範囲での応力分布Ｓ４がみられ、従って、フロアトンネル２９が車幅方向に開きやすくなることが判明した。

また、図９は本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図、図１０は図９に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図である。

図９に示すように、比較的大きな衝突荷重を受けた場合においても、補強パネル１１近傍および床上メンバ９には衝突荷重があまり伝達されず、応力分布Ｓ５もあまり大きくなかった。一方、図１０に示すように、補強パネル１１を配設しない車両では、フロアパネル３の前端部および床上メンバ９に衝突荷重が伝達されて大きな応力分布Ｓ６がみられ、従って、床上メンバ９が前後方向途中で折れやすくなることが判明した。

また、図１１は本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について側面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図、および、図１２は図１１に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について側面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図である。

このように、側面衝突が生じた場合においても、本実施形態による補強パネル１１を設けた場合には、補強パネル１１近傍に衝突荷重がほとんど伝達されず小さな応力分布Ｓ７となり、補強パネル１１を配設しない場合には、フロアパネル３前端部に衝突荷重が伝達されて大きくかつ広い範囲での応力分布Ｓ８がみられることが判明した。

本発明の実施形態による車体前部を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図１のＢ−Ｂ線による断面図である。 本発明の実施形態による補強パネルを示す斜視図である。 本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について比較的小さな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図である。 図５に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について比較的小さな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図である。 本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図である。 図７に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す平面図である。 本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図である。 図９に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について比較的大きな荷重で前面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態による補強パネルを配設した車両について側面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図である。 図１１に対応する比較例の概略図であり、補強パネルを配設しない車両について側面衝突実験を行ったときの荷重分布を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

１…ダッシュパネル
３…フロアパネル
１１…補強パネル（補強部材）
１７…開口部
１９，２１…凸面
２３…凹面
２９…フロアトンネル
３１…凹部
３３…第１閉断面部
３５…フランジ
３７…床下メンバ
４３…第２閉断面部

Claims (4)

1. 車室内の前端に配設されると共に、所定大きさの開口部が設けられたダッシュパネルと、該ダッシュパネルの下端部から車両後方に延びるフロアパネルと、前記ダッシュパネルの開口部近傍におけるフロアパネルの部位に配設されて車両前後方向に延びるとともに車幅方向外側にフランジ部を有する帯状の補強部材と、前記フロアパネルに設けられ、車両前後方向に延びるとともに車幅方向内側にフランジ部を有する補強メンバとを備え、
   前記開口部は、前記補強メンバの車幅方向内側端および外側端から車両前方に延ばした延長線に挟まれた領域を避けるように配設され、
   前記補強部材は、前記開口部の車幅方向内側の端部から車幅方向外側の端部までの範囲と前記補強部材の車幅方向内側の端部から車幅方向外側の端部までの範囲とが少なくとも一部重なるように配設され、かつ前記開口部の後端より後方に配設されるとともに前記補強メンバの車幅方向内側に配設され、
   前記補強部材のフランジ部と前記補強メンバのフランジ部とが接合されることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記補強部材は、車幅方向に沿った断面形状が略ハット状に形成され、上方に向けて凸状に形成された左右一対の凸面と、これらの凸面同士の間に配置されて下方に向けて凹状に形成された凹面とから一体に形成され、前記凸面および凹面は車両前後方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 車両前後方向に延びるフロアトンネルの下部に下方に凹む凹部が設けられ、該凹部がフロアパネルで覆われることによって前記フロアトンネルの下部に第１閉断面部が形成される一方、
   前記補強部材の車幅方向外側におけるフロアパネルの下部に、下方に突出する床下メンバとフロアパネルによって第２閉断面部が設けられ、
   これらの第１閉断面部と第２閉断面部とを前記補強部材を介して連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
4. 前記補強部材の前端部の位置と前記補強メンバの前端部の位置とが、車両前後方向に揃っていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の車体前部構造。

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