JP7226252B2 - 車両骨格構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両骨格構造に関する。

特許文献１には、車両の前壁部となるフロントパネルと、車両の側壁部となるサイドパネルとを備えた小型バスの車両前部構造が開示されている。この車両前部構造では、フロントピラーにフランジを形成し、このフランジを介してフロントパネルとサイドパネルとを連結することで、組付作業性を向上させている。

特開平１１－１０５７４８号公報

上記特許文献１に記載された車両前部構造のように、フロントパネルとサイドパネルとを備えた車両の車両骨格構造では、車室内の空間を広く確保することができる。一方、衝突時にフロントパネル及びサイドパネルが車室内へ侵入するのを抑制する構造が必要となり、衝突安全性能を向上させる観点で改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車室内の空間を確保しつつ、衝突安全性能を向上させることができる車両骨格構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の車両骨格構造は、車両の前端部及び後端部の少なくとも一方に設けられ、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画する前後壁部と、前記前後壁部の車両幅方向端部から車両前後方向へ延在されて車室内と車室外とを区画する側壁部と、一端部が前記前後壁部の車両前後方向内側に接続され、他端部が前記側壁部の車両幅方向内側に接続されると共に、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲された筒状で閉断面構造の連結部と、を有する。

請求項１に記載の車両骨格構造では、車両の前端部及び後端部の少なくとも一方に前後壁部が設けられており、この前後壁部は、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画している。また、前後壁部の車両幅方向端部から車両前後方向へ側壁部が延在されており、この側壁部によって車室内と車室外とが区画されている。このように前後壁部及び側壁部によって車室内と車室外とを区画することで、車室内の空間を広く確保することができる。

また、前後壁部の車両前後方向内側には筒状の連結部の一端部が接続されており、この連結部の他端部が側壁部の車両幅方向内側に接続されている。このように、連結部によって前後壁部と側壁部とが連結されている。ここで、連結部は、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲されている。これにより、車両の衝突時には、連結部に局所的に衝突荷重が集中するのが抑制され、この連結部を介して前後壁部と側壁部との間で衝突荷重を相互に伝達させることができ、前後壁部及び側壁部が車室内へ侵入するのを抑制することができる。なお、ここでいう「湾曲」とは、完全な曲線状である構成に限定されず、直線状の部分を繋いで全体として湾曲している形状を広く含む概念である。

請求項２に記載の車両骨格構造は、請求項１において、前記前後壁部には、車両幅方向に延在された閉断面構造の前後補強部が設けられており、前記側壁部には、車両前後方向に延在された閉断面構造の側部補強部が設けられており、前記連結部は、一端部が前記前後補強部に接続されて他端部が前記側部補強部に接続されている。

請求項２に記載の車両骨格構造では、連結部の一端部が閉断面構造の前後補強部に接続されており、連結部の他端部が閉断面構造の側部補強部に接続されている。これにより、閉断面構造の補強部間でスムーズに衝突荷重を伝達させることができる。

請求項３に記載の車両骨格構造は、請求項１又は２において、前記連結部は、車両の前部に配設されると共に、車両の前端部に設けられた前記前後壁部と前記側壁部とを連結している。

請求項３に記載の車両骨格構造では、連結部によって車両の前端部に設けられた前後壁部と側壁部とを連結することにより、特に前面衝突時における車両前部の変形を抑制することができる。

請求項４に記載の車両骨格構造は、請求項３において、前記連結部は、車両用シートを挟んで車両幅方向両側に一対設けられている。

請求項４に記載の車両骨格構造では、車両用シートを車両前部に配設した場合であっても、衝突時に前後壁部及び側壁部が車室内へ侵入するのを抑制することができ、車両用シートに着座した乗員を保護することができる。

請求項５に記載の車両骨格構造は、請求項１～４の何れか１項において、前記前後壁部、前記側壁部及び前記連結部で囲まれた領域内には、車両の機能部品が収容されている。

請求項５に記載の車両骨格構造では、前後壁部、側壁部及び連結部で囲まれた領域内に機能部品を収容することにより、機能部品をまとめて収容することができる。これにより、機能部品が分散されて配設された構成と比較して、車室の内部空間が狭くなるのを抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両骨格構造によれば、車室内の空間を確保しつつ、衝突安全性能を向上させることができる。

実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両の要部を示す側面図である。 実施形態における車室の前部を左斜め後方から見た斜視図である。 実施形態における車室の要部を上方から見た平面図である。 実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両に衝突荷重が入力された場合の車両前部の変形状態を示すモデル図である。 比較例の車両に衝突荷重が入力された場合の車両前部の変形状態を示すモデル図である。

実施形態に係る車両骨格構造について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＲＨは、車両の前方向、上方向及び右方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両１０は、一例として、商用車として用いられる電気自動車であり、自動運転と手動運転とを切替可能とされている。また、車両１０は、ルーフ１２、前後壁部としての前壁部１４、側壁部１６及び前後壁部としての後壁部１８に囲まれた略直方体形状であって、側壁部１６の前部には乗降口１６Ａが設けられている。さらに、車両１０の前部には前輪２０が設けられており、車両１０の後部には後輪２２が設けられている。

ここで、本実施形態の車両１０のフロアパネル２４は、前部が後部よりも高く形成されている。具体的には、車両１０の車室内には、前輪２０よりもやや後方側に段差部２４Ａが設けられており、この段差部２４Ａよりも前方側のフロントフロアパネル２４Ｂは、段差部２４Ａよりも後方側のセンタフロアパネル２４Ｃよりも一段高く形成されている。

フロントフロアパネル２４Ｂには、運転者が着座可能な車両用シート２６が設けられている。車両用シート２６は、車両幅方向の中央部に位置しており、この車両用シート２６の車両前方側にはステアリングホイール２８が設けられている。また、センタフロアパネル２４Ｃには、図示しない複数の車両用シートが設けられている。

図２に示されるように、前壁部１４は、車両１０の前端部に設けられており、フロントパネル２９、フロントアッパリインフォースメント３２及びフロントロアリインフォースメント３６を含んで構成されている。フロントパネル２９は、車両前後方向を板厚方向として車両幅方向及び車両上下方向に延在されており、このフロントパネル２９によって車室内と車室外とが区画されている。また、フロントパネル２９の右側端部は、フロントピラー４６の下端部に接合されており、フロントパネル２９の上端部は、車両前方側へ屈曲されてカウルパネル３０に接合されている。

フロントパネル２９の上端部における車両内側（車両後方側）の面には、フロントアッパリインフォースメント３２が設けられている。フロントアッパリインフォースメント３２は、車両幅方向に延在されており、車両前方側に開放された断面略ハット状に形成されている。また、このフロントアッパリインフォースメント３２の上下のフランジ部がフロントパネル２９に重ね合わされた状態で接合されている。そして、フロントパネル２９とフロントアッパリインフォースメント３２とで閉断面構造の前後補強部３４が構成されている。

フロントパネル２９の下部における車両内側（車両後方側）の面には、フロントロアリインフォースメント３６が設けられている。フロントロアリインフォースメント３６は、車両幅方向に延在されており、車両前方側に開放された断面略ハット状に形成されている。また、このフロントロアリインフォースメント３６の上下のフランジ部がフロントパネル２９に重ね合わされた状態で接合されている。そして、フロントパネル２９とフロントロアリインフォースメント３６とで閉断面構造の下部補強部３８が構成されている。

前壁部１４の右側端部（車両幅方向端部）から車両後方側へ側壁部１６が延在されている。側壁部１６は、車両１０の両側部に設けられており、サイドパネル４０及びサイドアッパリインフォースメント４２を含んで構成されている。

サイドパネル４０は、車両幅方向を板厚方向として車両前後方向及び車両上下方向に延在されており、このサイドパネル４０によって車室内と車室外とが区画されている。また、サイドパネル４０の前端部は、フロントピラー４６の下端部に接合されており、サイドパネル４０の後端部は、センタピラー５１に接続されている。

サイドパネル４０の上端部における車両内側（車両幅方向内側）の面には、サイドアッパリインフォースメント４２が設けられている。サイドアッパリインフォースメント４２は、車両前後方向に延在されており、車両幅方向外側に開放された断面略ハット状に形成されている。また、このサイドアッパリインフォースメント４２の上下のフランジ部がサイドパネル４０に重ね合わされた状態で接合されている。そして、サイドパネル４０とサイドアッパリインフォースメント４２とで閉断面構造の側部補強部４４が構成されている。

フロントピラー４６は、車両前方側に配置された第１柱部４８と、車両後方側に配置された第２柱部５０と、第１柱部４８及び第２柱部５０の下端部同士を連結する下部連結部５２とを含んで構成されている。そして、フロントパネル２９の右側端部は、フロントピラー４６の第１柱部４８に接続されており、サイドパネル４０の前端部は、フロントピラー４６の第２柱部５０に接続されている。このため、フロントパネル２９とサイドパネル４０とは、フロントピラー４６を介して連結されている。なお、図示はしないが、車両左側も同様の構造となっている。すなわち、フロントパネル２９の左側端部と左側のサイドパネル４０とが左側のフロントピラーを介して連結されている。

ここで、車室内における前端部かつ右側端部には、機能部品収容部６０が設けられている。機能部品収容部６０は、ダッシュパネル６２、上カバー部材６４、湾曲リインフォースメント６６及び立壁補強部材６８を含んで構成されている。また、図示はしないが、車室内における前端部かつ左側端部にも同様の機能部品収容部が設けられている。このため、車両用シート２６を挟んで車両幅方向両側に一対の機能部品収容部が設けられている。なお、以下の説明では、右側の機能部品収容部６０についてのみ説明し、左側の機能部品収容部についての図示及び説明は省略する。

ダッシュパネル６２は、車両上下方向に延在されており、平面視で車両幅方向内側かつ車両後方側（車両前後方向内側）に凸となる略円弧状の湾曲面６２Ａを備えており、この湾曲面６２Ａによって車室内と車室外とが区画されている。また、ダッシュパネル６２の下端部には、フロントフロアパネル２４Ｂに沿って屈曲された下フランジ６２Ｂが形成されており、この下フランジ６２Ｂがフロントフロアパネル２４Ｂに重ね合わされた状態で接合されている。

ダッシュパネル６２の右側端部には、サイドパネル４０に沿って屈曲された右フランジ６２Ｃが形成されており、この右フランジ６２Ｃがサイドパネル４０に重ね合わされた状態で接合されている。また、ダッシュパネル６２の左側端部には、フロントパネル２９に沿って屈曲された左フランジ６２Ｄが形成されており、この左フランジ６２Ｄがフロントパネル２９に重ね合わされた状態で接合されている。

さらに、ダッシュパネル６２の上端部には、車室外側へ屈曲された上フランジ６２Ｅが形成されている。そして、この上フランジ６２Ｅ上には、上カバー部材６４が取り付けられており、この上カバー部材６４によって機能部品収容部６０の上側が閉塞されている。

ここで、ダッシュパネル６２の上端部には、湾曲リインフォースメント６６が設けられている。湾曲リインフォースメント６６は、湾曲面６２Ａにおける車室外側の面に設けられており、ダッシュパネル６２の湾曲面６２Ａに沿って湾曲されて断面略Ｌ字状に形成されている。また、湾曲リインフォースメント６６の下端部には、ダッシュパネル６２の湾曲面６２Ａに沿って下方へ屈曲された下フランジ６６Ａが形成されており、この下フランジ６６Ａが湾曲面６２Ａに重ね合わされた状態で接合されている。さらに、湾曲リインフォースメント６６の上端部には、ダッシュパネル６２の上フランジ６２Ｅに沿って屈曲された上フランジ６６Ｂが形成されており、この上フランジ６６Ｂがダッシュパネル６２の上フランジ６２Ｅの下面に重ね合わされた状態で接合されている。このようにして、ダッシュパネル６２と湾曲リインフォースメント６６とで閉断面構造の連結部７０が構成されている。

連結部７０は、ダッシュパネル６２と同様に平面視で車両幅方向内側かつ車両後方側（車両前後方向内側）に凸となるように略円弧状に湾曲されている。また、連結部７０の一端部が前壁部１４のフロントアッパリインフォースメント３２に接合されており、連結部７０の他端部が側壁部１６のサイドアッパリインフォースメント４２に接合されている。このため、連結部７０によって前壁部１４と側壁部１６とが連結されている。そして、図３に示されるように、平面視で前壁部１４、側壁部１６及び連結部７０で囲まれた領域Ｓが形成されており、この領域Ｓ内に車両１０の機能部品１１（図１参照）が配設されている。なお、領域Ｓ内に配設される機能部品１１としては、例えば、ヘッドランプユニット、ウォッシャータンク及びセンサ類などがある。

図２に示されるように、ダッシュパネル６２には立壁補強部材６８が設けられている。立壁補強部材６８は、ダッシュパネル６２の湾曲面６２Ａにおける車室外側に設けられて上下方向に延在されており、湾曲面６２Ａに重ね合わされた状態で接合された前後一対のフランジ部６８Ａを備えている。また、立壁補強部材６８は、フランジ部６８Ａから車両右側へ突出されており、車両上方から見て車両左側が開放された断面略ハット状に形成されている。そして、立壁補強部材６８の下端部は、フロントフロアパネル２４Ｂに接合されており、立壁補強部材６８の上端部は、湾曲リインフォースメント６６に接合されている。なお、本実施形態では、立壁補強部材６８の車両幅方向の長さは、下方から上方へ向かうにつれて短くなっている。このため、立壁補強部材６８は、車両前後方向から見て略三角状とされている。

図３に示されるように、フロアパネル２４の下面にはフロアリインフォースメント７２が設けられている。フロアリインフォースメント７２は、車両前後方向に延在されており、フロントフロアパネル２４Ｂ及びセンタフロアパネル２４Ｃに連続して設けられている。そして、機能部品収容部６０を構成する立壁補強部材６８は、フロアリインフォースメント７２の上方に位置している。すなわち、立壁補強部材６８は、フロントフロアパネル２４Ｂを介してフロアリインフォースメント７２に接続されている。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態の車両骨格構造では、図２に示されるように、ダッシュパネル６２と湾曲リインフォースメント６６とで閉断面構造の連結部７０が構成されており、この連結部７０の一端部が前壁部１４の車両前後方向内側に接続されている。また、連結部７０の他端部が側壁部１６の車両幅方向内側に接続されているため、連結部７０によって前壁部１４と側壁部１６とが連結されている。これにより、車両の衝突時には、連結部７０に局所的に衝突荷重が集中するのが抑制され、この連結部７０を介して前壁部１４と側壁部１６との間で衝突荷重を相互に伝達させることができ、前壁部１４及び側壁部１６が車室内へ侵入するのを抑制することができる。この結果、衝突安全性能を向上させることができる。

上記の作用について、比較例と比較しながら図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両１０の要部のみを示したモデル図である。また、図４において、衝突荷重が入力される前の状態が二点鎖線で示されている。

図４に示されるように、車両前方側から衝突荷重Ｆが車両１０に入力された場合、前壁部１４のフロントアッパリインフォースメント３２（前後補強部３４）から連結部７０を介して側壁部１６のサイドアッパリインフォースメント４２（側部補強部４４）へ衝突荷重が伝達される。このように、閉断面構造の前後補強部３４と側部補強部４４との間でスムーズに衝突荷重が伝達されることにより、車両前部の変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、立壁補強部材６８を介して湾曲リインフォースメント６６（連結部７０）とフロアリインフォースメント７２とが連結されている。これにより、フロントアッパリインフォースメント３２から連結部７０に入力された衝突荷重の一部は、立壁補強部材６８を介してフロアリインフォースメント７２へ伝達されることとなる。このように、衝突荷重を分散させることができ、より車両前部の変形を抑制することができる。

なお、車両１０の側面衝突時には、サイドアッパリインフォースメント４２から連結部７０を介して、フロントアッパリインフォースメント３２及びフロアリインフォースメント７２へ衝突荷重が伝達されることで、車両前部の変形を抑制することができる。

一方、図５には、比較例の車両１００が図示されている。この車両１００では、機能部品収容部６０が設けられていない。このため、連結部７０及び立壁補強部材６８も備えていない構造となっている。その他の構成は実施形態の車両１０と同様である。

図５に示されるように、車両前方側から衝突荷重Ｆが車両１００に入力された場合、前壁部１４のフロントアッパリインフォースメント３２に対して車両後方側へ向かう力が作用する。ここで、比較例の車両１００ではフロアリインフォースメント７２とサイドアッパリインフォースメント４２とを連結する連結部を備えていないため、フロアリインフォースメント７２及びサイドアッパリインフォースメント４２が後退することとなり、車両前部が車室側へ大きく変形する。

以上のように、連結部７０を備えた本実施形態の車両１０は、連結部７０を備えていない比較例の車両１００と比較して車両前部の変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、車両用シート２６を挟んで車両幅方向両側に一対の機能部品収容部が設けられているため、連結部７０は、車両用シート２６を挟んで車両幅方向に一対設けられている。これにより、車両用シート２６を車両前部に配設した場合であっても、衝突時に前壁部１４及び側壁部１６が車室内へ侵入するのを抑制することができ、車両用シート２６に着座した乗員を保護することができる。換言すれば、車両の衝突安全性能を確保しつつ、運転席を車両前方に配設することができる。

さらに、本実施形態では、前壁部１４、側壁部１６及び連結部７０で囲まれた領域Ｓ内に機能部品１１を収容することにより、複数の機能部品をまとめて収容することができる。これにより、機能部品１１が分散されて配設された構成と比較して、車室の内部空間が狭くなるのを抑制することができる。また、連結部７０によって車両の衝突時に領域Ｓ内の空間が潰れるのを抑制することができるため、機能部品１１が損傷するのを抑制することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることはもちろんである。例えば、上記実施形態では、車両１０の前部に機能部品収容部６０を設け、この機能部品収容部６０を構成する連結部７０によって前壁部１４と側壁部１６とを連結したが、これに限定されない。車両後部にも同様の機能部品収容部を設けてもよい。そして、機能部品収容部を構成する連結部によって後壁部１８と側壁部とを連結すれば、車両１０の後突時における車両後部の変形を抑制することができる。

また、上記実施形態では、ダッシュパネル６２の上部と湾曲リインフォースメント６６とで閉断面構造の連結部７０を構成したが、これに限定されない。例えば、ダッシュパネル６２に略筒状の補強部材を設け、この補強部材によって前壁部１４と側壁部１６とを連結しても同様の効果を得ることができる。この場合、略筒状の補強部材が本発明の「連結部」に相当する。

さらに、上記実施形態では、車両前部に運転者が着座可能な車両用シート２６を設けたが、これに限定されず、運転席が設けられていない構成としてもよい。この場合、自動運転のみを行う車両となり、車両用シート２６は、一般の乗員が着座可能な座席としてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、車両用シート２６を挟んで左右一対の機能部品収容部を設けたが、これに限定されず、車両幅方向一方側のみに機能部品収容部を設けた構成としてもよい。例えば、図２に示されるように車両右側には機能部品収容部６０を設け、車両左側には機能部品収容部が設けられていない構成としてもよい。この場合、車両左側には、連結部７０と同じ機能を有する閉断面構造の補強部材などを設け、この補強部材で前壁部１４と側壁部１６とを連結してもよい。

１０ 車両
１１ 機能部品
１４ 前壁部（前後壁部）
１６ 側壁部
１８ 後壁部（前後壁部）
２６ 車両用シート
３４ 前後補強部
４４ 側部補強部
７０ 連結部
Ｓ 領域

Claims (9)

1. 車両の前端部及び後端部の少なくとも一方に設けられ、車両幅方向及び車両上下方向に延在されて車室内と車室外とを区画する前後壁部と、
   前記前後壁部の車両幅方向端部から車両前後方向へ延在されて車室内と車室外とを区画する側壁部と、
   一端部が前記前後壁部の車両前後方向内側に接続され、他端部が前記側壁部の車両幅方向内側に接続されると共に、平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となるように湾曲された筒状で閉断面構造の連結部と、
   を有する車両骨格構造。
2. 前記前後壁部には、車両幅方向に延在された閉断面構造の前後補強部が設けられており、
   前記側壁部には、車両前後方向に延在された閉断面構造の側部補強部が設けられており、
   前記連結部は、一端部が前記前後補強部に接続されて他端部が前記側部補強部に接続されている請求項１に記載の車両骨格構造。
3. 前記連結部は、車両の前部に配設されると共に、車両の前端部に設けられた前記前後壁部と前記側壁部とを連結している請求項１又は２に記載の車両骨格構造。
4. 前記連結部は、車両用シートを挟んで車両幅方向両側に一対設けられている請求項３に記載の車両骨格構造。
5. 前記前後壁部、前記側壁部及び前記連結部で囲まれた領域内には、車両の機能部品が収容されている請求項１～４の何れか１項に記載の車両骨格構造。
6. 前記前後補強部は、車両前後方向を板厚方向として車両幅方向及び車両上下方向に延在されたフロントパネルと、車両幅方向に延在されて車両前方側に開放された断面ハット状のフロントアッパリインフォースメントとで閉断面構造とされており、
   前記側部補強部は、車両幅方向を板厚方向として車両前後方向及び車両上下方向に延在されたサイドパネルと、車両前後方向に延在されて車両幅方向外側に開放された断面ハット状のサイドアッパリインフォースメントとで閉断面構造とされている請求項２に記載の車両骨格構造。
7. 前記連結部は、車両上下方向に延在されて平面視で車両幅方向内側かつ車両前後方向内側に凸となる湾曲面を備えたダッシュパネルと、前記ダッシュパネルの上端部に形成された断面Ｌ字状の湾曲リインフォースメントとで閉断面構造とされている請求項１～６の何れか１項に記載の車両骨格構造。
8. 前記ダッシュパネルには、立壁補強部材が設けられており、
   前記立壁補強部材は、上下方向に延在されて断面ハット状に形成されており、
   前記ダッシュパネルと前記立壁補強部材とで閉断面構造とされている請求項７に記載の車両骨格構造。
9. 前記ダッシュパネルの下端部がフロアパネルに接合されており、
   前記フロアパネルの下面には車両前後方向に延在されたフロアリインフォースメントが設けられており、
   前記立壁補強部材は、前記フロアパネルを介して前記フロアリインフォースメントに接続されている請求項８に記載の車両骨格構造。

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