JP6079203B2 - 車両用インストルメントパネル - Google Patents

Description

本発明は、車両前部のエンジンルームと車室空間とを仕切る車両用インストルメントパネルに関するものである。

車両前部では、インストルメントパネルによってエンジンルームと車室空間とが仕切られている。近年、インストルメントパネルに組み付けられたり、その内部に収容されたりする車体搭載機器（組付部品）が増加している。これに伴い、インストルメントパネルの天面（上面）が車両前後方向に長くなる傾向がある。このように天面が拡大した結果、インストルメントパネルの天面に乗員が接触したり、天面に物を置いたりしたときにそこに凹みなどが生じる、いわゆるベカつきが発生しやすくなっている。

ベカつきを抑制する方法としては、インストルメントパネルの天面の裏側に補強部位を形成することが考えられる。とりわけ、補強部位と天面とで、多角形の断面すなわち閉断面を構成するような補強部位を形成することが、天面の剛性の向上を図るうえで有効と考えられる。しかしながら、インストルメントパネルは樹脂を成形して製造されるため、成形用の金型の形状（金型成立性）の都合上、閉断面をなす補強部位をインストルメントパネルと一体成形することが困難であった。そこで例えば特許文献１では、インストルメントパネルの裏面側に、空調用のダクトを形成するためのダクト部材を接合することにより閉断面を形成し、剛性の向上を図っている。

特開２０１１−９３４９９号公報

特許文献１によれば、ダクト部材によってインストルメントパネルの裏側において完全な閉断面（以下、完全閉断面と称する）が形成されるため、剛性の向上が図れると考えられる。しかしながら、インストルメントパネルの裏側の全域にダクトがレイアウトされるわけではないため、当然ながらダクト部材も一部の領域にしか配置されない。したがって特許文献１の手法を用いた場合、インストルメントパネルの一部の領域のみしか補強することができない、局所的な補強となってしまう。

また特許文献１のように局所的な補強を行った場合、剛性が向上するのは完全閉断面部およびその近傍のみである。このため、剛性が向上した領域とその周辺部との間に剛性差が生じてしまい、荷重の集中する部位が新たに発生してしまう。

更に、特許文献１のようにダクト部材すなわち別部材によって剛性の向上を図る方法では、部品点数の増加により重量やコストの増大を招いたり、別部材を取り付けるための工程数が増加したりするなどの問題もある。このため、補強用の別部材を追加することなくインストルメントパネルの天面を補強可能な構造の開発が望まれていた。

本発明は、このような課題に鑑み、別部材を必要とすることなく閉断面が形成され、局所的な荷重の集中を生じずバランスよく補強された車両用インストルメントパネルを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車両前部のエンジンルームと車室空間とを仕切る車両用インストルメントパネルであって、当該車両用インストルメントパネルは、その天面の裏側に設けられた１つ以上の補強構造を備え、補強構造は、天面の前部から車両後方に向かって延びる前方リブと、前方リブから車幅方向に間隔を空けて配置され天面の後部から車両前方に向かって前方リブとほぼ平行に延びる後方リブと、前方リブの下端から後方リブに向かって天面とほぼ平行に延びる前方フランジと、後方リブの下端から前方リブに向かって天面とほぼ平行に延びる後方フランジとを含み、前方フランジの後端と後方フランジの前端とが連結されていることを特徴とする。

上記構成によれば、インストルメントパネルを前後方向から見た断面は、天面、前方リブおよび前方フランジからなるコの字形状（以下、前方コの字形状と称する）と、天面、後方リブおよび後方フランジからなるコの字形状（以下、後方コの字形状と称する）とになる。そして、前方フランジの後端と後方フランジの前端とが連結されていることにより、前方コの字形状と後方コの字形状とで閉断面が形成され、この閉断面が天面を支える支持壁となることで、インストルメントパネルの剛性が向上する。

また、補強構造は、上記のように前方および後方の２つのコの字形状の断面を組み合わせて閉断面を形成しているため、インストルメントパネルと一体成形可能である。したがって、従来、閉断面を形成するために必要とされていた補強用の別部材が不要であり、別部品に纏わるコストや重量の削減、その取り付けに要していた工程を削減することが可能である。

特に上記構成によれば、２つのコの字形状は、互いに相対する側が開放されている。以下、この開放されている部位を開放部と称する。言い換えれば、２つのコの字形状は、それぞれ左右異なる方向を向いている。これにより、荷重方向（曲げモーメント）に対して前方リブまたは後方リブが必ず突っ張る構造となるため、撓みに対して弱い方向が生じないバランスの取れた補強を行うことができる。

また、互いに相対する側が開放されている２つのコの字形状は、車両前後方向に位置をずらして設けられている。これにより、インストルメントパネルの天面と補強構造とによって形成される閉断面は、完全閉断面ではなく、２つのコの字形状の開放部において部分的に開放された状態となる。このため、閉断面によるインストルメントパネルの剛性向上を図りつつも、開放部による荷重の分散が可能である。これにより、完全閉断面による補強の際に生じがちな剛性差、ひいてはそれに起因する局所的な荷重の集中を抑制し、効果的な補強を行うことが可能である。

上記の補強構造は、上記の連結を行う連結リブを更に含み、連結リブは、前方フランジの後端と後方フランジの前端とを連結しているとよい。

これにより、前方リブと後方リブとをより高い強度で連結でき、インストルメントパネルの補強効果を高めることが可能となる。

上記の補強構造は、車幅方向に間隔をおいて複数設けられていて、複数の補強構造のうち、隣接する補強構造の連結リブ同士が連結されているとよい。

上述した補強構造を車幅方向に間隔をおいて複数設けることにより、その補強効果をインストルメントパネルの車幅方向に拡大し、広範囲にわたって剛性の向上を図ることが可能である。特に、隣接する補強構造の連結リブ同士を連結することで、すべての補強構造が一体となるため、ある補強構造に加わった荷重は必ず他の補強構造にも伝播する。したがって、インストルメントパネルの広範囲にわたって荷重の集中が抑制される。これにより、剛性の向上ひいてはインストルメントパネルの補強効果を更に高めることが可能となる。

インストルメントパネルの天面は、曲率が変化する曲率変化部を有し、補強構造は、車幅方向に間隔をおいて複数設けられていて、複数の補強構造は、曲率変化部と交差するように配置されているとよい。

インストルメントパネルの剛性低下の原因のひとつとして、広い平坦面の存在が挙げられる。一般に、曲率が変化している箇所（曲率変化部）は剛性が高く、曲率の変化が少ない領域（以下、平面部と称する）は曲率変化部よりも剛性が低い。このため、平坦部では、曲率変化部に比して、荷重がかかった際の撓み（ベカつき）が生じやすい。そこで本発明では、複数の補強構造を曲率変化部と交差するように配置する。曲率変化部と交差しないように補強構造を配置する場合に比較すると、本発明によれば、複数の補強構造は、曲率変化部と交差し、いわば格子状に、すなわちより緻密にインストルメントパネルの天面を補強することとなる。

上記の補強構造は、前方フランジまたは後方フランジと天面の裏側とを連結する補強リブを更に備えるとよい。

かかる構成によれば、補強リブが、インストルメントパネルとフランジ（前方フランジおよび後方フランジ）との間、すなわちそれらによって形成されるコの字形状において突っ張り棒として機能し、補強構造が補強される。これにより、補強構造の剛性が向上するため、荷重によるコの字形状の変形（撓み等）を抑制することができ、インストルメントパネル補強効果を更に高めることが可能となる。

本発明によれば、別部材を必要とすることなく閉断面が形成され、局所的な荷重の集中を生じずバランスよく補強された車両用インストルメントパネルを提供することができる。

本発明による車両用インストルメントパネルの実施形態を示す正面斜視図である。 図１の車両用インストルメントパネルの天面の上面図である。 図２の第１補強構造および第２補強構造の斜視図である。 図２の第１補強構造の断面図および矢視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また図中、車両前方を符号Ｆ、車両後方を符号Ｒで示す。

（車両用インストルメントパネル）
図１は、本発明による車両用インストルメントパネルの実施形態を示す正面斜視図である。図１のインストルメントパネル（以下「インパネ」と略称する）１００は、車両前部のエンジンルームと車室空間（ともに図示省略）とを仕切る内装部材である。インパネ１００は天面１１０および縦面部１２０を有し、天面１１０の車両後方側の端部から縦面部１２０が下方に延びている。

（補強構造）
図２は、図１のインパネ１００の天面１１０の上面図である。図２では、図示の便宜上、天面１１０を透視していて、実際には見えない天面１１０の裏側（下側）を可視化している。図２に示すように、インパネ１００は、その天面１１０の裏側に、本実施形態の特徴である補強構造を備えている。なお、本実施形態では、天面１１０の裏側に２つの補強構造（以下、第１補強構造１５０ａおよび第２補強構造１５０ｂと称する）が設けられているが、その数は１つ以上であればよく、単数複数のいずれにも、適宜変更可能である。

図３は、図２の第１補強構造１５０ａおよび第２補強構造１５０ｂの斜視図である。理解の容易のため、図３でも、天面１１０を透視している。第１補強構造１５０ａおよび第２補強構造１５０ｂは左右対称の構成であるため、以下の説明では第１補強構造１５０ａを代表として説明する。

図２および図３に示すように、第１補強構造１５０ａは前方リブ１５２および後方リブ１５４を含む。前方リブ１５２は、天面１１０の裏側にほぼ垂直に上端が連結されたリブであり、天面１１０の前部から車両後方に向かって延びている。後方リブ１５４は、前方リブ１５２から車幅方向に間隔を空けて配置されている。後方リブ１５４も前方リブ１５２と同様に、天面１１０の裏側にほぼ垂直に上端が連結されたリブであり、天面１１０の後部から車両前方に向かって前方リブ１５２とほぼ平行に延びている。

第１補強構造１５０ａはまた、前方フランジ１５６および後方フランジ１５８を含む。前方フランジ１５６は、前方リブ１５２の下端から後方リブ１５４に向かって天面１１０とほぼ平行に延びているフランジである。後方フランジ１５８は、後方リブ１５４の下端から前方リブ１５２に向かって天面１１０とほぼ平行に延びているフランジである。

図３に示すように、第１補強構造１５０ａはさらに、連結リブ１６０を含む。連結リブ１６０も、天面１１０の裏側にほぼ垂直に上端が連結されたリブであり、車幅方向に延びている。この連結リブ１６０によって、前方フランジ１５６の後端と後方フランジ１５８の前端とは、連結されている。

（補強構造によって形成された擬似的な閉断面）
図４は、図２の第１補強構造の断面図および矢視図である。図４（ａ）は第１補強構造のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は第１補強構造のＢ−Ｂ断面図、図４（ｃ）は第１補強構造のＣ矢視図である。なお図４（ｃ）では天面１１０が二重に現れているが、これは天面１１０が平板ではないからであり、二点鎖線で示す天面１１０は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図におけるものである。

図４（ａ）に示すように、第１補強構造１５０ａを前方リブ１５２で切断したＡ−Ａ断面は、天面１１０、前方リブ１５２および前方フランジ１５６からなるコの字形状（前方コの字形状１６２）になっている。厳密に言えば、図４（ａ）の前方コの字形状１６２は、「コ」の字を左右反転させた形状を有する。

図４（ｂ）に示すように、第１補強構造１５０ａを後方リブ１５４で切断したＢ−Ｂ断面は、天面１１０、後方リブ１５４および後方フランジ１５８からなるコの字形状（後方コの字形状１６４）になっている。

図４（ｃ）では連結リブ１６０を図示省略しているが、図３に示すように、前方フランジ１５６の後端と後方フランジ１５８の前端とは、連結リブ１６０によって連結されている。そのため、第１補強構造１５０ａは、図４（ｃ）に示すように全体として見ると、擬似的な閉断面１６６を形成する。この擬似的な閉断面１６６が天面１１０を支える支持壁となることで、インパネ１００の剛性が向上する。

一方、図４（ａ）（ｂ）に示すように、第１補強構造１５０ａを構成する前方コの字形状１６２および後方コの字形状１６４をそれぞれ単体として見ると、前方コの字形状１６２は開放部１６８を有し、後方コの字形状１６４は開放部１７０を有する。インパネ１００を成形する際、開放部１６８、１７０を通して金型を抜くことができるため、第１補強構造１５０ａは、インパネ１００と一体成形可能である。第２補強構造１５０ｂも同様である。

従来、閉断面をインパネの裏側に形成する場合、それは完全な閉断面であったため、金型が入り込むことができない、外部から隔絶された空間が存在してしまっていた。したがって、かかる閉断面を形成する場合には、インパネと一体成形することなく、補強用の別部材が必要とされ、コスト、工数、重量の増大を招いていた。
しかし本実施形態によれば、擬似的な閉断面１６６によってインパネ１００の剛性を効果的に向上させつつ、別部品を必要としないため、コスト、工数、重量の増大を招くことがない。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、２つのコの字形状１６２、１６４は、それらの開放部１６８、１７０から分かるとおり、互いに相対する側が開放されている。言い換えれば、２つのコの字形状１６２、１６４は、それぞれ左右異なる方向を向いている。これにより、荷重方向（曲げモーメント）に対して前方リブ１５２または後方リブ１５４が必ず突っ張る構造となるため、撓みに対して弱い方向が生じないバランスの取れた補強を行うことができる。

また、図２および図３に示す通り、２つのコの字形状１６２、１６４は、車両前後方向に位置をずらして設けられている。これにより、インパネ１００の天面１１０と第１補強構造１５０ａとによって形成される閉断面１６６は、完全閉断面ではなく、２つのコの字形状１６２、１６４の開放部１６８、１７０において部分的に開放された擬似的な閉断面となっている。このため、閉断面１６６によるインパネ１００の剛性向上を図りつつも、開放部１６８、１７０による荷重の分散が可能である。これにより、完全閉断面による補強の際に生じがちな剛性差、ひいてはそれに起因する局所的な荷重の集中を抑制し、効果的な補強を行うことが可能である。

（連結リブ）
本実施形態では、連結リブ１６０によって、前方リブ１５２および前方フランジ１５６の後端と、後方リブ１５４および後方フランジ１５８の前端とが連結されている。ただし連結リブ１６０は必ずしも必要ではなく、前方フランジ１５６の後端と後方フランジ１５８の前端とが直接連結されていてもよい。２つのコの字形状１６２、１６４が直接連結されていれば、擬似的な閉断面１６６は形成可能だからである。しかし連結リブ１６０を介して前方リブ１５２と後方リブ１５４とを連結したほうが、両者をより高い強度で連結でき、インパネ１００の補強効果を高めることが可能となる。

（補強リブ）
図３に示すように、第１補強構造１５０ａは、前方フランジ１５６および後方フランジ１５８と天面１１０の裏側とを連結する複数の同様の補強リブを備えている。図３では、代表として、前方フランジ１５６に連結された１つの補強リブ１６１のみを符号で指示する。補強リブ１６１は前方フランジ１５６だけでなく前方リブ１５２にも連結されている。

かかる構成によれば、補強リブ１６１が、インパネ１００と前方フランジ１５６との間、すなわちそれらによって形成されるコの字形状において突っ張り棒として機能し、補強構造が補強される。これにより、補強構造の剛性が向上するため、荷重によるコの字形状の変形（撓み等）を抑制することができ、インストルメントパネル補強効果を更に高めることが可能となる。

（補強構造同士の連結）
図３に示すように、本実施形態では、第１補強構造１５０ａから車幅方向に間隔をおいて、第１補強構造１５０ａと対称的な構造を有する第２補強構造１５０ｂが設けられている。この隣接する第１補強構造１５０ａ・第２補強構造１５０ｂの連結リブ１６０、１７２は、連結されている。

このように、補強構造を車幅方向に間隔をおいて複数設けることにより、その補強効果をインパネ１００の車幅方向に拡大し、広範囲にわたって剛性の向上を図ることが可能である。特に、隣接する補強構造１５０ａ・１５０ｂの連結リブ１６０、１７２を連結することで、すべての補強構造１５０ａ・１５０ｂが一体となるため、例えば第１補強構造１５０ａに加わった荷重は、必ず第２補強構造１５０ｂにも伝播する。したがって、インパネ１００の広範囲にわたって荷重の集中が抑制される。これにより、剛性の向上ひいてはインパネ１００の補強効果を更に高めることが可能となる。

（補強構造の配置）
図４（ｃ）で示したように、本実施形態におけるインパネ１００の天面１１０は、もとより平板ではなく、湾曲しているため、高さが変化する。また、図２に示すように、インパネ１００は、その曲率が変化する曲率変化部１７４、１７６を有する。第１補強構造１５０ａおよび第２補強構造１５０ｂは、曲率変化部１７４、１７６と交差するように配置されている。

図２に示すように、インパネ１００の剛性低下の原因のひとつとして、広い平面部（厳密な平面だけでなく、曲率の変化が少ない曲面も含む）１７８の存在が挙げられる。一方、本実施形態の曲率変化部１７４、１７６のように、曲率が変化している箇所は、平面部１７８に比較して剛性が高い。このため、平面部１７８では、曲率変化部１７４、１７６に比して、荷重がかかった際の撓み（ベカつき）が生じやすい。

そこで本実施形態では、第１補強構造１５０ａ、第２補強構造１５０ｂを曲率変化部１７４、１７６と交差するように配置している。曲率変化部１７４、１７６と交差しないように補強構造を配置する場合に比較すると、本発明によれば、補強構造１５０ａ、１５０ｂは、曲率変化部１７４、１７６と交差し、いわば格子状に、すなわちより緻密にインパネ１００の天面１１０を補強することとなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両前部のエンジンルームと車室空間を仕切る車両用インストルメントパネルに利用することができる。

１００ …インストルメントパネル
１１０ …天面
１２０ …縦面部
１５０ａ …第１補強構造
１５０ｂ …第２補強構造
１５２ …前方リブ
１５４ …後方リブ
１５６ …前方フランジ
１５８ …後方フランジ
１６０、１７２ …連結リブ
１６１ …補強リブ
１６２ …前方コの字形状
１６４ …後方コの字形状
１６６ …閉断面
１６８、１７０ …開放部
１７４、１７６ …曲率変化部

Claims (5)

1. 車両前部のエンジンルームと車室空間とを仕切る車両用インストルメントパネルであって、
   当該車両用インストルメントパネルは、その天面の裏側に設けられた１つ以上の補強構造を備え、
   前記補強構造は、
   前記天面の前部から車両後方に向かって延びる前方リブと、
   前記前方リブから車幅方向に間隔を空けて配置され前記天面の後部から車両前方に向かって該前方リブとほぼ平行に延びる後方リブと、
   前記前方リブの下端から前記後方リブに向かって前記天面とほぼ平行に延びる前方フランジと、
   前記後方リブの下端から前記前方リブに向かって前記天面とほぼ平行に延びる後方フランジとを含み、
   前記前方フランジの後端と前記後方フランジの前端とが連結されていることを特徴とする車両用インストルメントパネル。
2. 前記補強構造は、前記連結を行う連結リブを更に含み、
   前記連結リブは、前記前方フランジの後端と前記後方フランジの前端とを連結していることを特徴とする請求項１に記載の車両用インストルメントパネル。
3. 前記補強構造は、車幅方向に間隔をおいて複数設けられていて、
   前記複数の補強構造のうち、隣接する補強構造の連結リブ同士が連結されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用インストルメントパネル。
4. 前記天面は、曲率が変化する曲率変化部を有し、
   前記補強構造は、車幅方向に間隔をおいて複数設けられていて、
   前記複数の補強構造は、前記曲率変化部と交差するように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用インストルメントパネル。
5. 前記補強構造は、前記前方フランジまたは前記後方フランジと前記天面の裏側とを連結する補強リブを更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用インストルメントパネル。

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