JP6937084B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前突時における乗員の足、ひいては下肢の保護性能を高めることが可能な車両構造に関する。

車両における乗員保護性能を高める観点からすると、車両の前突時に車両前方側からの衝突荷重が、乗員の足に入力することを適切に抑制することが望まれる。
そこで、従来においては、たとえば特許文献１，２に記載の手段がある。
特許文献１においては、車室の前部に設けられて起立するダッシュパネルの下部寄り領域に、乗員の足配置用部位が設けられており、かつこの足配置用部位には、所定の形状に形成された屈曲状プレートが設けられている。この屈曲状プレートは、車両の前突時において、乗員の足の踵部を車両後方側に押圧するように変形し、このことにより乗員の足首角度が大きく変化しないようにして、乗員保護を図ることが可能である。
一方、特許文献２においては、前記した屈曲状プレートに代えて、可動タイプのフロアパッドが乗員の足配置用部位に配置されている。前記フロアパッドは、車両の荷重入力があった際に車両後方に位置ずれする。このことにより、乗員の足に大きな荷重が作用し難くなり、乗員保護を図ることが可能である。

しかしながら、前記した従来技術によれば、次に述べるように、未だ改善すべき余地がある。

特許文献１によれば、乗員の足首角度の変化を抑制し得るものの、車両の前突時における衝撃荷重は、乗員の足の踵部に略直接的に作用する。このため、このこと自体によって乗員の傷害値が大きくなる虞があり、乗員保護の確実性の点で十分であるとは言えない。また、足配置用部位に特殊な形状の屈曲状プレートを別途設ける必要があるため、部品点数や重量の増加を招き、製造コストが高くなる不利もある。
一方、特許文献２によれば、フロアパッドが後退する作用によって乗員の足への荷重入力を抑制し得るものの、フロアバッド、およびこのフロアパッドを車両の前突時に円滑に後退させるための構造部が必要となる。したがって、車両の製造コストが高くなり、また重量が増大する虞もある。

特開平１０−３２９７６３号公報 特開２００６−８２６７１号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両の軽量化や製造コストの低減化などを好適に図りつつ、車両の前突時における乗員の下肢の保護性能を高めることが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両構造は、車室前部に配設されたダッシュパネルと、このダッシュパネルの車両前方側に位置して前記ダッシュパネルに接合された後下がり状の傾斜部を有するフロントサイドメンバと、前記ダッシュパネルの下部寄り領域の上側に設けられた乗員の足配置用部位と、を備えている、車両構造であって、前記フロントサイドメンバの前記傾斜部の下面側には、サスペンションメンバの取付けを図るための台座部が接合され、かつこの台座部の前端は、前記足配置用部位よりも車両前方側に位置しており、前記フロントサイドメンバの前記後下がり状の傾斜部のうち、前記台座部の前記前端に隣接する箇所であって、前記台座部の接合部と、その車両前方側における前記台座部の非接合部との境界部分は、前記フロントサイドメンバに車両前方側から所定以上の荷重入力があったときに前記傾斜部の屈曲変形の起点となり、前記足配置用部位よりも車両前方側の領域を上向きに回転可能とする剛性断点として構成されており、前記フロントサイドメンバは、前記剛性断点の車両前方側に位置する部位として、車両後方側に進むほど車幅方向内方側に位置するように底面視において傾斜した内入り傾斜部を備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、車両の前突が発生し、フロントサイドメンバに対して、車両前方側から所定以上の荷重入力があると、フロントサイドメンバの後下がり状の傾斜部は、前記剛性断点を起点として屈曲変形し、前記傾斜部のうち、剛性断点よりも車両前方側の領域は上向きに回転する。このことにより、衝突荷重の吸収緩和が効果的に図られる。一方、前記したフロントサイドメンバの傾斜部の変形、およびこれに伴うダッシュパネルの変形は、乗員の足配置用部位よりも車両前方側の位置において行なわれる。したがって、大きな衝突荷重が乗員の足に作用することは適切に抑制される。その結果、乗員の下肢の傷害値を小さくし、乗員保護性能に優れたものとすることができる。
第２に、特許文献１，２に記載された屈曲状プレートやフロアバッドなどの別部材を追加して設ける必要はない。このため、部品点数の少数化、生産性の向上を図ることにより、製造コストを低減し、また軽量化をも図ることが可能である。

さらに、前記構成によれば、フロントサイドメンバに剛性断点を設けるための手段として、サスペンションメンバの取付けを図るための既存部品としての台座部が有効に利用されている。このため、その構成は合理的であり、部品点数の増加などを適切に回避することができる。また、前記台座部は、本来的に高剛性に設けられる部品であるため、剛性断点を設けるための部品として好適である。

本発明において、好ましくは、前記ダッシュパネルの車両前方側のエンジンルーム内に配されたパワープラントは、前記荷重入力に伴って車両後方側に変位した際に、前記傾斜部のうち、前記剛性断点よりも車両前方側の領域に突入可能とされている。

このような構成によれば、車両の前突時にパワープラントが車両後方側に変位する作用を利用し、フロントサイドメンバの傾斜部を、剛性断点を起点としてより的確に屈曲変形させることができる

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両構造の一例を示す要部側面図である。 図１の要部平面図である。 図１の要部底面図である。 図１の要部拡大側面断面図である。 図１の要部拡大平面図である。 （ａ）は、図４の要部拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIb−VIb断面図である。 図３のVII−VII要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３に示す車両構造Ａは、車両１の前部に設けられ、かつエンジンや変速機などから構成されたパワープラント２が内部に配されているエンジンルーム１０、左右一対のフロントサイドメンバ３、前輪１９を懸架するためのサスペンションメンバ４（サブフレームとも称される）、ダッシュパネル５、アクセルおよびブレーキペダル６ａ，６ｂ、フットレスト６ｃ、および各フロントサイドメンバ３に設けられた剛性断点Ｒを備えている。
アクセルおよびブレーキペダル６ａ，６ｂ、ならびにフットレスト６ｃは、本発明でいう「乗員の足配置用部位」の具体例に相当する。
図２には、カウル１８（網点模様部分）が示されているが、他の図ではカウル１８を省略している。

一対のフロントサイドメンバ３は、エンジンルーム１０の車幅方向両側に位置して車両前後方向に延びた車体構成部材である。ただし、このフロントサイドメンバ３の長手方向途中部分には、図１に示すように、後下がり状の傾斜部３０が設けられている。

ダッシュパネル５は、車室１１とエンジンルーム１０との間を区画する部材であり、このダッシュパネル５の車両前方側には、フロントサイドメンバ３の傾斜部３０が位置している。ダッシュパネル５の一部は、傾斜部３０の上向き面に当接し、かつ溶接手段などを用いて接合されている。ダッシュパネル５の下部寄り領域の上側には、アクセルおよびブレーキペダル６ａ，６ｂ、ならびにフットレスト６ｃが配されている。ダッシュパネル５の下部後端部は、フロアパネル１７（フロントフロアパネル）に接続されている。

サスペンションメンバ４は、前輪１９を支持するロアアーム７の基端部を回転可能に支持する部材であり、車両側面視において、フロントサイドメンバ３の傾斜部３０の下方に位置する配置とされている。このサスペンションメンバ４およびフロントサイドメンバ３には、サスペンションメンバ４の車幅方向両端部の前部および後部をフロントサイドメンバ３に取付けるための前側取付け部９Ａおよび後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’が設けられている。
前側取付け部９Ａは、サスペンションメンバ４の前部寄り領域の上面部に起立して設けられた前側ブラケット部４１を、フロントサイドメンバ３に固定された支持部材３９にゴムブッシュ８１ａを介して連結した部位である（図４も参照）。
図６によく表れているように、後側取付け部９Ｂは、傾斜部３０の下面側に溶接された台座部３８に、サスペンションメンバ４の後部を、ボルト９０を用いて締結した部位である。後側取付け部９Ｂ’は、サスペンションメンバ４の後部に固定されたステー４２を、傾斜部３０の台座部３８よりも下側の部分にボルト９１を用いて締結した部位である。

剛性断点Ｒは、傾斜部３０に台座部３８が溶接されていることにより設けられている。具体的には、台座部３８は、傾斜部３０の下面および側壁部の下部近辺に当接して接合(溶接)されており、傾斜部３０のうち、そのような台座部３８の接合部と、その車両前方側における台座部３８の非接合部とでは、剛性が急変しており、それら接合部と非接合部との境界部分が、剛性断点Ｒである。この剛性断点Ｒは、車両１が前突を生じ、所定以上の衝突荷重がフロントサイドメンバ３に車両前方側から入力したときに、フロントサイドメンバ３の変形の起点となり、フロントサイドメンバ３のうち、剛性断点Ｒよりも車両前方側の領域を、図４の矢印Ｎａで示す上向きに回転させるための部位である。

図５によく表れているように、剛性断点Ｒは、アクセルおよびブレーキペダル６ａ，６ｂ、ならびにフットレスト６ｃのそれぞれの前端よりも適当な寸法Ｌａ〜Ｌｃだけ車両前方側に位置している。好ましくは、アクセルおよびブレーキペダル６ａ，６ｂが乗員によって踏み込まれた状態においても、剛性断点Ｒはそれらの前端よりも車両前方側に位置する配置とされている。

パワープラント２は、既述したように、エンジンルーム１０に配されているが、その一部分は、各フロントサイドメンバ３の傾斜部３０の前方に位置し、車両１が前突を生じて、このパワープラント２が車両後方側に変位した際には、傾斜部３０のうち、剛性断点Ｒよりも車両前方側の領域に突入可能とされている。

ロアアーム７の基端部は、前側回転支持部８Ａおよび後側回転支持部８Ｂを介してサスペンションメンバ４に支持されている。前側回転支持部８Ａは、中心軸が略水平方向に延びる姿勢のゴムブッシュ８１を用いて構成されており、後側回転支持部８Ｂは、中心軸が上下高さ方向に延びる起立姿勢のゴムブッシュ８２を用いて構成されている。ゴムブッシュ８２、ステー４２、サスペンションメンバ４、および台座部３８は、ボルト９０を用いて共締めされている。

本実施形態においては、後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２が、前側回転支持部８Ａの中心Ｐ１よりも車幅方向内方側に適当な寸法Ｌ１だけオフセットされている。このような構成は、車両１の操安性や乗り心地などを良好にする上で好ましい構成である。なお、前記した構成に対応し、後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’は、前側取付け部９Ａよりも車幅方向内方側に適当な寸法Ｌ２だけオフセットされている（本実施形態では、底面視において、後側取付け部９Ｂの中心と後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２とは一致している）。

フロントサイドメンバ３には、内入り傾斜部３３も設けられている。この内入り傾斜部３３は、フロントサイドメンバ３のうち、前側取付け部９Ａの車両前方側近傍部分から後側取付け部９Ｂの車両前方側近傍部分に到る領域にわたって、車両後方側に進むほど車幅方向内方側に位置するように底面視において傾斜した部位である。このような内入り傾斜部３３が設けられていることにより、フロントサイドメンバ３のうち、内入り傾斜部３３よりも車両後方側の後部領域３ａは、前部領域よりも相互間隔が狭くなっている。

フロントサイドメンバ３の後部領域３ａは、フロアパネル１７の下面側に位置しており、図７に示すように、たとえばフロアパネル１７の排気マフラ配置用などのトンネル部１７ａの両側に位置して車両前後方向に延びている。同図において、仮想線で示す左右一対のフロントサイドメンバ３’は、前記した内入り傾斜部３３が設けられることなく、相互間隔が比較的広いまま（前端部側の幅のまま）で配置された場合である。これに対し、本実施形態では、同図で示すフロントサイドメンバ３の後部領域３ａを、仮想線で示すフロントサイドメンバ３’よりも車幅方向中心寄りに配置し、トンネル部１７ａとの間の距離Ｌｄを小さくすることが可能である。このため、車両走行時におけるトンネル部１７ａの変形をフロントサイドメンバ３の存在によって適切に抑制し、たとえば車両旋回時のシート取付部の変位量を小さくするなどの効果が得られることとなり、車両１の乗り心地をよくすることが可能である。
図７において、符号１６は、トンネル部１７ａの基端部を補強する補強部材であり、符号１５は、ロッカを示している。

図３に示すように、ロッカ１５の前端部とフロントサイドメンバ３とは、トルクボックス１４を介して相互に連結されており、このことにより車体の捩じり剛性が効果的に高められている。詳細な図示説明は省略するが、好ましくは、トルクボックス１４は、剛性断点Ｒを設けるための手段としても用いられている。具体的には、トルクボックス１４の一
端部は、フロントサイドメンバ３のうち、台座部３８によって剛性が高められた領域付近（剛性断点Ｒよりも車両後方側の領域）に溶接されている。このことにより、剛性断点Ｒの車両後方側領域の剛性をより高くし、車両１の前突時において、剛性断点Ｒを起点として、フロントサイドメンバ３の傾斜部３０を適切に変形させることが一層確実化される。

次に、前記した車両構造Ａの作用について説明する。

まず、車両１が前突を生じ、フロントサイドメンバ３に対して、車両前方側から所定以上の荷重入力があると、フロントサイドメンバ３の後下がり状の傾斜部３０は、剛性断点Ｒを起点として、図４の矢印Ｎａに示す上向きに回転するように屈曲変形する。一方、剛性断点Ｒは、既述したように、アクセルおよびブレーキペダル６ａ，６ｂ、ならびにフットレスト６ｃの前端よりも車両前方側に位置しており、前記した傾斜部３０の屈曲変形は、乗員のつま先よりも車両前方側においてなされる。このため、フロントサイドメンバ３に入力した荷重は、乗員の足に作用する以前の段階において、前記したフロントサイドメンバ３の変形によって吸収緩和される。したがって、乗員の足に大荷重が作用することは適切に回避され、乗員の下肢の傷害値を小さくし、乗員保護性能を高めることができる。

また、車両１の前突時には、パワープラント２が車両後方に変位するが、このような変位を生じると、パワープラント２の一部が、傾斜部３０の剛性断点Ｒよりも車両前方側の領域に衝突する。このため、傾斜部３０を剛性断点Ｒの位置を起点として変形させる動作がより確実化される。本実施形態では、フロントサイドメンバ３に底面視屈曲状の内入り傾斜部３３が設けられ、フロントサイドメンバ３のうち、剛性断点Ｒが設けられている箇所は、エンジンルーム１０の外側に位置する前部領域よりも車幅方向内方側に位置しているため、剛性断点Ｒの車両前方側の近傍領域に、パワープラント２をより衝突させ易くなる効果も得られる。

この車両構造Ａにおいては、乗員の足に大きな荷重が作用することを防止するための手段として、特殊または高価な部材を別途用いる必要はない。したがって、部品点数の少数化、生産性の向上を図り、製造コストを低減することが可能である。また、軽量化を図る上でも好ましい。とくに、剛性断点Ｒは、台座部３８やトルクボックス１４を利用して設けられているため、その構成は合理的であり、剛性断点Ｒよりも車両後方側の剛性を効果的に高めることによって、フロントサイドメンバ３の傾斜部３０が剛性断点Ｒを起点として変形する動作を、一層確実なものとすることができる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

剛性断点は、フロントサイドメンバの傾斜部のうち、乗員の足配置用部位よりも車両前方側に位置していればよく、図４に示した寸法Ｌａ〜Ｌｃの具体的な数値などは限定されない。
乗員の足配置用部位は、アクセルペダル、ブレーキペダル、およびフットレストに限定
されない。クラッチペダルなども該当する。また、助手席については、前記したようなペダル類は存在しないが、助手席の車両前方側のフロア上（ダッシュパネル上も含む）には、足配置用のスペースが確保されるのが通例であり、本発明でいう足配置用部位は、そのような部位も含む概念である。

上述の実施形態においては、図３で示したように、後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２が、前側回転支持部８Ａの中心点Ｐ１よりも車幅方向内方側にオフセットされているが、本発明はこのような構成に限定されないことは言うまでもない。
本発明は、エンジン自動車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車にも適用することができる。したがって、本発明でいうパワープラントは、エンジン（内燃機関）に代えて、または加えて、モータを用いたものとすることもできる。

Ａ 車両構造
Ｒ 剛性断点
１ 車両
１０ エンジンルーム
１１ 車室
２ パワープラント
３ フロントサイドメンバ
３０ 傾斜部（フロントサイドメンバの）
３８ 台座部
４ サスペンションメンバ
５ ダッシュパネル
６ａ アクセルペダル（足配置用部位）
６ｂ ブレーキペダル（足配置用部位）
６ｃ フットレスト（足配置用部位）

Claims (2)

1. 車室前部に配設されたダッシュパネルと、
   このダッシュパネルの車両前方側に位置して前記ダッシュパネルに接合された後下がり状の傾斜部を有するフロントサイドメンバと、
   前記ダッシュパネルの下部寄り領域の上側に設けられた乗員の足配置用部位と、
   を備えている、車両構造であって、
   前記フロントサイドメンバの前記傾斜部の下面側には、サスペンションメンバの取付けを図るための台座部が接合され、かつこの台座部の前端は、前記足配置用部位よりも車両前方側に位置しており、
   前記フロントサイドメンバの前記後下がり状の傾斜部のうち、前記台座部の前記前端に隣接する箇所であって、前記台座部の接合部と、その車両前方側における前記台座部の非接合部との境界部分は、前記フロントサイドメンバに車両前方側から所定以上の荷重入力があったときに前記傾斜部の屈曲変形の起点となり、前記足配置用部位よりも車両前方側の領域を上向きに回転可能とする剛性断点として構成されており、
   前記フロントサイドメンバは、前記剛性断点の車両前方側に位置する部位として、車両後方側に進むほど車幅方向内方側に位置するように底面視において傾斜した内入り傾斜部を備えていることを特徴とする、車両構造。
2. 請求項１に記載の車両構造であって、
   前記ダッシュパネルの車両前方側のエンジンルーム内に配されたパワープラントは、前記荷重入力に伴って車両後方側に変位した際に、前記傾斜部のうち、前記剛性断点よりも車両前方側の領域に突入可能とされている、車両構造。

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