JP6614113B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

ステアリング支持部材と運転席側のフロントピラーとの間におけるインストルメントパネルリインフォースメント（以下「インパネリインフォース」という場合がある）の車両後方側の外周面に、脆弱部が設けられた構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５７０８８２９号公報

上記構造では、平面視で運転席側のフロントサイドメンバよりも車幅方向外側における車両前部に車両前方側から衝突荷重が入力される微小ラップ衝突時に、運転席側のフロントピラーが後退すると、脆弱部を起点として、それよりも車幅方向外側のインパネリインフォースの一部が車両後方側へ折れ曲がる。

そのため、上記した微小ラップ衝突時に、脆弱部よりも車幅方向内側のインパネリインフォースに、ステアリング支持部材及びステアリングコラム（コラムチューブ）を介して支持されているステアリングシャフトの後端部に設けられているステアリングホイールが、車幅方向内側へ傾くことが抑制され、そのステアリングホイールに格納されているエアバッグの展開方向が、車幅方向内側へ向くように変化してしまうことが抑制される。

しかしながら、平面視で運転席側の車両前部に車両斜め前方側から衝突荷重が入力されるオブリーク衝突時や上記した微小ラップ衝突時には、車両が横方向に変位するため、その際の慣性力により、乗員が車幅方向外側前方へ向けて移動する。そのため、エアバッグの車幅方向内側へ向く展開が抑制されるだけでは、エアバッグの展開方向と乗員とが車幅方向にずれるおそれがある。

そこで、本発明は、微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時において、エアバッグの展開方向を車幅方向外側へ向けることができる車両前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両前部構造は、サスペンションのストラットの上端部が取り付けられたサスペンションタワーと、エンジンルームと車室とを隔成するダッシュパネルと、左右一対のフロントピラーの間に架設されたインストルメントパネルリインフォースメントと、前記インストルメントパネルリインフォースメントに設けられ、エアバッグが格納されたステアリングホイールを、ステアリングコラムを介して支持するステアリング支持部材が接続された接続部と、前記ダッシュパネルと前記ステアリング支持部材とを連結するブレースと、前記サスペンションタワーと前記ダッシュパネルとの間で、かつ平面視で前記サスペンションタワーの中心部と前記ブレースの前端部とを結ぶ仮想直線上に設けられた介在部材と、前記インストルメントパネルリインフォースメントにおける前記接続部の車幅方向内側近傍で、かつ車両前方側に形成された脆弱部と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、インストルメントパネルリインフォースメントにおいて、エアバッグが格納されたステアリングホイールを、ステアリングコラムを介して支持するステアリング支持部材が接続された接続部の車幅方向内側近傍で、かつ車両前方側に、脆弱部が形成されている。

したがって、微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時には、その脆弱部を起点として、インストルメントパネルリインフォースメントが、平面視で車両後方側へ凸となるように折り曲げられる。これにより、ステアリングホイールが車幅方向外側へ向くように傾けられ、エアバッグの展開方向が車幅方向外側へ向くように傾けられる。なお、本発明における「接続部の車幅方向内側近傍」とは、平面視で、脆弱部の車幅方向外側端部が接続部に掛かる程度の範囲を指す。

また、請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造であって、前記脆弱部が、孔部又は凹部とされている。
請求項２に記載の発明によれば、脆弱部が、孔部又は凹部とされていない場合に比べて、脆弱部の形成が容易となる。

また、請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造であって、前記ブレースの曲げ耐力が、前記インストルメントパネルリインフォースメントの曲げ耐力よりも大きくされている。
請求項３に記載の発明によれば、ブレースが折り曲げ変形され難い。そのため、ブレースの前端部に入力された衝突荷重は、そのブレースからインストルメントパネルリインフォースメントに効果的に伝達される。

請求項１に係る発明によれば、微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時において、エアバッグの展開方向を車幅方向外側へ向けることができる。

請求項２に係る発明によれば、脆弱部を容易に形成することができる。
請求項３に係る発明によれば、ブレースの前端部に入力された衝突荷重を、そのブレースからインストルメントパネルリインフォースメントに効果的に伝達することができる。

本実施形態に係る車両前部構造を示す平面図である。 本実施形態に係る車両前部構造を示す側面図である。 （Ａ）本実施形態に係る車両前部構造を構成するインパネリインフォースの脆弱部を拡大して示す平面図である。（Ｂ）本実施形態に係る車両前部構造を構成するインパネリインフォースの脆弱部の変形例を拡大して示す平面図である。 本実施形態に係る車両前部構造のオブリーク衝突後の状態を示す平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両上方向、矢印ＦＲを車両前方向、矢印ＲＨを車両右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両上下方向の上下、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。また、本実施形態では、運転席が左側にある車両を例に採る。

図１、図２に示されるように、本実施形態に係る車両前部構造１０を備えた車両１２は、エンジンルーム１４と車室１６とを隔成する平板状のダッシュパネル２０を備えている。ダッシュパネル２０よりも車両前方側のエンジンルーム１４内における車幅方向両側には、ストラット式サスペンションのストラット（図示省略）の上端部が取り付けられた略円筒状のサスペンションタワー２２が左右一対で配設されている。

そして、図１に示す平面視で、サスペンションタワー２２とダッシュパネル２０との間には、介在部材としてのブレーキブースター２４が配設されている。ブレーキブースター２４は、略円板状の本体部２４Ａを有しており、その本体部２４Ａの軸心部に、ブレーキペダル（図示省略）と連結されたプッシュロッド（図示省略）が接続されるようになっている。

また、左右一対で配設されているフロントピラー１８の間には、円筒状（パイプ状）のインパネリインフォース（インストルメントパネルリインフォースメント）２６が架設されている。そして、そのインパネリインフォース２６に、ステアリング支持部材３０としてのステアリングサポートアッパ３０Ａ及びステアリングサポートロア３０Ｂが支持されている。

詳細に説明すると、ステアリングサポートアッパ３０Ａは、断面略ハット型形状に形成されて車両前後方向に延在されており、その中途部における車幅方向両端部の下面が、インパネリインフォース２６の外周面における上部側にアーク溶接によって接合されている。なお、ステアリングサポートアッパ３０Ａは、その中途部よりも車両前方側が、車幅方向から見た側面視で、斜め前方下側へ向かって傾斜している。

また、ステアリングサポートロア３０Ｂは、平面視で略矩形平板状に形成されており、その前端部における車幅方向両端部の上面が、インパネリインフォース２６の外周面における下部側にアーク溶接によって接合されている。そして、ステアリングサポートロア３０Ｂの車両前後方向中途部に、ステアリングサポートアッパ３０Ａの後端部がボルト締結等によって接合されている。

また、ステアリングサポートロア３０Ｂの下面に、コラムチューブ（図示省略）を有するステアリングコラム３２が取り付けられている。ステアリングコラム３２は、そのコラムチューブ内に設けられたベアリングを介してステアリングシャフト（図示省略）を軸支するようになっており、ステアリングシャフトの後端部には、エアバッグ３５（図４参照）が格納されたステアリングホイール３４が一体的に取り付けられている。

そして、ステアリングサポートロア３０Ｂの車幅方向内側部分のアーク溶接部が、インパネリインフォース２６におけるステアリング支持部材３０が接続された接続部２８とされている。また、ステアリングサポートアッパ３０Ａの中途部及び前端部とダッシュパネル２０とが、車両前後方向に延在するブレース３６によって連結されている。

詳細に説明すると、ブレース３６は、断面略ハット型形状に形成されたアッパブレース３６Ａと、断面略逆ハット型形状に形成されたロアブレース３６Ｂの二部材で構成されている。そして、アッパブレース３６Ａの後端部が、ステアリングサポートアッパ３０Ａの中途部にアーク溶接によって接合され、ロアブレース３６Ｂの後端部が、ステアリングサポートアッパ３０Ａの前端部にアーク溶接によって接合されている。

そして更に、アッパブレース３６Ａの前端部が、ロアブレース３６Ｂの前端部にアーク溶接によって接合されており、そのロアブレース３６Ｂの前端部が、ダッシュパネル２０の後面に締結されている。すなわち、ダッシュパネル２０の後面にはブラケット（図示省略）が設けられており、そのブラケットにロアブレース３６Ｂの前端部がボルト締結によって接合されている。

以上のような構成により、車幅方向におけるブレース３６の位置と車幅方向におけるステアリング支持部材３０の位置とが一致する構成になっている。換言すれば、車両前後方向に沿った仮想直線（図示省略）上にブレース３６とステアリング支持部材３０とが配置される構成になっている。

なお、ブレース３６は、その曲げ耐力が、インパネリインフォース２６の曲げ耐力よりも大きくなるように構成されている。ここで言う「曲げ耐力」とは、例えば衝突荷重の入力により、ブレース３６の内部及びインパネリインフォース２６の内部に生じる曲げ応力（曲げモーメントに対する抵抗力）の最大値であり、曲げ応力×断面係数で表される。

また、ダッシュパネル２０に締結されたブレース３６の前端部、詳細にはロアブレース３６Ｂの前端部が締結部３８とされており、平面視で、サスペンションタワー２２の略中心部分とブレーキブースター２４の略中心部分と締結部３８とが、車両前後方向に対して車両前方側が車幅方向外側へ斜めに傾斜した仮想直線Ｋ（図１参照）上に並ぶようになっている。

また、ステアリングホイール３４の径方向内側部分（中央部）には、運転席用のエアバッグ３５（図４参照）が折り畳まれて格納されている。したがって、車両１２が前面衝突したときには、インフレータ（図示省略）からガスが供給されることで、そのエアバッグ３５が瞬時に扁平な略球形状に膨張展開するようになっている。

また、図１、図３に示されるように、インパネリインフォース２６は、接続部２８の車幅方向内側近傍で、かつ車両前方側の外周面に形成された脆弱部４０を有している。なお、ここで言う「接続部２８の車幅方向内側近傍」とは、平面視で、脆弱部４０の車幅方向外側端部４０Ａ（図３参照）が、接続部２８に掛かる程度の範囲、換言すれば、脆弱部４０の車幅方向外側端部４０Ａと接続部２８とが車幅方向でほぼ同一位置に配置される程度の範囲を指す。より具体的には、脆弱部４０の車幅方向外側端部４０Ａが、接続部２８から車幅方向内側に、例えば５０ｍｍ程度の範囲内に配置されることが望ましい。

また、脆弱部４０としては、図１、図３（Ａ）、図４に示される矩形状の孔部４２か、図３（Ｂ）に示される矩形状の凹部４４か、又は図示は省略するが、矩形状の薄肉部等が好適に選択される。しかしながら、脆弱部４０は、これらに特に限定されるものではない。また、孔部４２や凹部４４等は、図示の矩形状に限定されるものではなく、例えば円形状等とされていてもよい。

以上のような脆弱部４０（一例として孔部４２）を備えた本実施形態に係る車両前部構造１０において、次にその作用について説明する。

図４に示されるように、車両１２の運転席側がオフセット前面衝突、例えばオブリーク衝突したときには、平面視で、運転席側のフロントサイドメンバ（図示省略）が車幅方向内側へ折れ変形するため、サスペンションタワー２２に対しては、車両斜め前方側から車両斜め後方側へ向けて衝突荷重Ｆが入力される。すると、サスペンションタワー２２は、塑性変形しつつ、車幅方向内側後方へ向かって移動する。

すなわち、サスペンションタワー２２が、仮想直線Ｋ（図１参照）に沿って後退する。すると、そのサスペンションタワー２２によって、ブレーキブースター２４及びダッシュパネル２０（締結部３８）が車幅方向内側後方へ向かって押圧されるため、ブレーキブースター２４及びダッシュパネル２０（締結部３８）が仮想直線Ｋに沿って後退する。

つまり、車両１２がオブリーク衝突したときには、サスペンションタワー２２、ブレーキブースター２４、ダッシュパネル２０（締結部３８）を介して、ブレース３６（アッパブレース３６Ａ及びロアブレース３６Ｂ）の前端部に車両斜め前方側から衝突荷重Ｆが伝達される。

ここで、ブレース３６は、その曲げ耐力が、インパネリインフォース２６の曲げ耐力よりも大きくなるように構成されている。したがって、ブレース３６の前端部に車両斜め前方側から衝突荷重Ｆが入力されても、そのブレース３６は、折り曲げ変形され難く、ダッシュパネル２０とインパネリインフォース２６との間で突っ張る。

換言すれば、ブレース３６の前端部に入力された衝突荷重Ｆは、そのブレース３６からステアリングサポートアッパ３０Ａを介してインパネリインフォース２６に効果的に伝達される。これにより、そのインパネリインフォース２６が、脆弱部４０の一例としての孔部４２を起点にして、平面視で車両後方側へ凸となるように折り曲げられる。

すると、その孔部４２よりも車幅方向外側（左側）におけるインパネリインフォース２６には、ステアリング支持部材３０を構成するステアリングサポートロア３０Ｂの接続部２８が設けられているため、そのステアリングサポートロア３０Ｂが、平面視で車幅方向外側へ向くように傾き（車両上下方向を軸として図４の時計回り方向に回転し）、ステアリングコラム３２を介してステアリングホイール３４が車幅方向外側（左側）へ向くように傾く。

ここで、ステアリングホイール３４においては、車両１２がオブリーク衝突した時点でエアバッグ３５が膨張展開している。したがって、ステアリングホイール３４が車幅方向外側へ向くように傾くことで、エアバッグ３５も車幅方向外側（左側）へ向くように傾く。また、乗員Ｐは、車両１２がオブリーク衝突して横方向に変位すると、その際の慣性力により、車幅方向外側（左側）前方へ向けて移動する。

よって、車幅方向外側（左側）へ向くように傾いたエアバッグ３５と、車幅方向外側（左側）前方へ移動した乗員Ｐの頭部との接触面積を増加させることができ、エアバッグ３５による乗員Ｐの頭部に対する拘束力を向上させることができる。つまり、本実施形態に係る車両前部構造１０によれば、車両１２のオフセット前面衝突（オブリーク衝突）時において、乗員Ｐの頭部が受ける傷害値を低減させることができ、効果的に乗員Ｐの頭部を保護することができる。

また、このように、エアバッグ３５と乗員Ｐの頭部との接触面積を増加させることができると、エアバッグ３５と乗員Ｐの頭部との接触面積を増加させるために、エアバッグ３５を大型化する必要が無くなる。したがって、その分、エアバッグ３５を小型化することが可能となり、エアバッグ３５の製造コストを低減させることが可能となる。

また、脆弱部４０が、孔部４２又は凹部４４とされていると、脆弱部４０が、孔部４２又は凹部４４とされていない場合に比べて、脆弱部４０の形成が容易となる利点がある。なお、本実施形態におけるオブリーク衝突とは、例えばＮＨＳＴＡにて規定される時速９０ｋｍの相対速度での車両斜め前方側からの衝突（一例として衝突相手方との相対角が１５度で、車幅方向のオーバーラップ量が３５％程度の衝突）である。

以上、本実施形態に係る車両前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、インパネリインフォース２６は、角筒状に形成されていてもよい。

また、介在部材は、ブレーキブースター２４に限定されるものではなく、エンジンルーム１４内に設けられる剛性部材であれば、他の部材であってもよい。また、上記実施形態では、車両１２がオブリーク衝突したときを例に採って説明したが、車両１２が微小ラップ衝突したときでも同様である。

本実施形態における微小ラップ衝突とは、例えばＩＩＨＳにて規定される時速６４ｋｍの相対速度で、かつ衝突相手方との車幅方向のオーバーラップ量が２５％以下の衝突であり、平面視で、車体骨格部材であるフロントサイドメンバよりも車幅方向外側部分に対する衝突である。

１０ 車両前部構造
１２ 車両
１４ エンジンルーム
１６ 車室
１８ フロントピラー
２０ ダッシュパネル
２２ サスペンションタワー
２４ ブレーキブースター（介在部材）
２６ インパネリインフォース（インストルメントパネルリインフォースメント）
２８ 接続部
３０ ステアリング支持部材
３２ ステアリングコラム
３４ ステアリングホイール
３５ エアバッグ
３６ ブレース
４０ 脆弱部
４２ 孔部
４４ 凹部

Claims (3)

1. サスペンションのストラットの上端部が取り付けられたサスペンションタワーと、
   エンジンルームと車室とを隔成するダッシュパネルと、
   左右一対のフロントピラーの間に架設されたインストルメントパネルリインフォースメントと、
   前記インストルメントパネルリインフォースメントに設けられ、エアバッグが格納されたステアリングホイールを、ステアリングコラムを介して支持するステアリング支持部材が接続された接続部と、
   前記ダッシュパネルと前記ステアリング支持部材とを連結するブレースと、
   前記サスペンションタワーと前記ダッシュパネルとの間で、かつ平面視で前記サスペンションタワーの中心部と前記ブレースの前端部とを結ぶ仮想直線上に設けられた介在部材と、
   前記インストルメントパネルリインフォースメントにおける前記接続部の車幅方向内側近傍で、かつ車両前方側に形成された脆弱部と、
   を備えた車両前部構造。
2. 前記脆弱部が、孔部又は凹部とされている請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記ブレースの曲げ耐力が、前記インストルメントパネルリインフォースメントの曲げ耐力よりも大きくされている請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造。