JP7440450B2 - 自動車 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、自動車に関する。本明細書が開示する技術は、特に、自動車のインストルメントパネル内のエアダクトの配置に関する。

自動車は、インストルメントパネル、インパネリインフォース、エアダクトを備える。インストルメントパネルは、運転席と助手席の前方にて、乗員の視線からケーブルやインパネリインフォースを隠しているインテリア部品である。別言すれば、インストルメントパネルは、ケーブルやインパネリインフォースを覆っているカバーである。インストルメントパネルはダッシュボードと呼ばれることもある。

インパネリインフォースは、左右のフロントピラーを連結する梁であり、車体の強度を担持するフレームの一種である。

インストルメントパネルの内側にはエアダクトも通っている。インストルメントパネルの端には空気噴き出し口（レジスタ）が設けられており、エアダクトは、空調機とレジスタをつないでいる。特許文献１には、インパネリインフォースの前方をエアダクトが通過している自動車が開示されている。また、特許文献２には、ステアリングコラムの下をエアダクトが通過している自動車が開示されている。なお、本明細書において、「前（後）」とは、車体の前後方向における「前（後）」を意味する。

特開２０１６－６０２９８号公報 特開２０２０－２６２１８号公報

衝突の際、運転者はステアリングホイールと衝突して強い衝撃を受けるおそれがある。一方、エアダクトは薄板で作られた筒であり、インパネリインフォースやステアリングホイールよりも強度が低い。本明細書は、本明細書は、樹脂製の筒であるエアダクトの配置を工夫し、運転席側の衝突安全性を高める技術を提供する。

本明細書が開示する自動車は、インストルメントパネルの内側にて車幅方向に延びているインパネリインフォースと、インパネリインフォースの後方に位置しているステアリングホイールと、インストルメントパネルの内側に配置されており、インパネリインフォースとステアリングホイールの間を通っているエアダクトを備える。衝突の衝撃で運転者がステアリングホイールにぶつかり、ステアリングホイールが前方に移動する。インパネリインフォースとステアリングホイールの間のエアダクトがつぶれて衝突の衝撃が緩和される。すなわち、運転席側の衝突安全性が向上する。

ステアリングホイールにはステアリングコラムが連結されており、ステアリングコラムはコラムカバーに覆われている。ステアリングコラムはインパネリインフォースの下方を通過している。コラムカバーはエアダクトとステアリングホイールの間に位置しているとよい。衝突の際、運転者がステアリングホイールにぶつかり、ステアリングホイールがコラムカバーを前に押し出し、コラムカバーがエアダクトと干渉する。エアダクトの車体前後方向における座屈強度がコラムカバーの車体前後方向における座屈強度よりも低いとよい。内部が空洞のエアダクトが座屈することで、コラムカバーが座屈するよりも衝撃を効果的に緩和することができる。

速度または回転数を表示する計器がインパネリインフォースの前上方に配置されているとよい。インパネリインフォースの後方にエアダクトを配置することで、エアダクトの上に空間が確保される。エアダクト上の空間よりも車体前方に計器を配置しても、運転者から計器を視認することができる。インパネリインフォースの前上方に計器を配置すると、運転者の目と計器類との間に長い距離を確保することができる。あるいは、エアダクトの上の空間に別のデバイスを配置することも可能となる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の自動車のインストルメントパネルの正面図である。 図１のII－II線でカットした断面図である。 図２のIII－III線でカットした断面図である。 変形例のエアダクトの断面図である。

図面を参照して実施例の自動車２を説明する。図１に、自動車２のインストルメントパネル４の正面図を示す。図中の座標系のＦｒ、Ｕｐ、ＬＨは、それぞれ、車体３の前方、上方、左方を意味する。座標系の各軸の意味は、他の図でも同じである。本明細書における「前」／「後」／「横」は、車体３を基準とした方向を意味する。

狭義のインストルメントパネルは、運転席９１の前方の計器ユニット８を意味するが、本明細書におけるインストルメントパネル４は、車体３のキャビンの前部にて車幅方向の一方の端から他方の端までの間に配置されている部品を意味する。別言すれば、インストルメントパネル４は、運転席９１および助手席９２の前方、かつ、フロントガラスの下に配置されている部品を意味する。インストルメントパネルは、ダッシュボードと呼ばれることもある。インストルメントパネル４は、樹脂で作られている。

インストルメントパネル４の内側にインパネリインフォース５が配置されている。図１では、理解を助けるために、インパネリインフォース５にグレーのハッチングを施してある。インパネリインフォース５は、車幅方向に延びる梁である。インパネリインフォース５は、一対のフロントピラー６のそれぞれに連結されている。インパネリインフォース５は、車体３の強度を担持するフレームに属する部品であり、衝突の衝撃からキャビンを保護する。詳しくは後述するが、インパネリインフォース５は、ステアリングホイール７に連結されているステアリングコラムを支持する。ステアリングホイール７の直前には、ステアリングコラムを覆うコラムカバー３０が位置している。

インストルメントパネル４の内側で車体３の車幅方向のほぼ中央に空調機１０が配置されている。空調機１０から供給される空気は、インストルメントパネル４に設けられた空気噴き出し口１２、１３、１５、１６から噴き出される。インストルメントパネル４の車幅方向の中央に設けられている空気噴き出し口１２、１５は、センターレジスタと呼ばれることがあり、インストルメントパネル４の車幅方向の端に設けられた空気噴き出し口１３、１６はサイドレジスタと呼ばれることがある。空調機１０には空気出口１１、１２が設けられており、空気出口１１と運転席９１の側の空気噴き出し口１２、１３は、エアダクト２０で連結されており、空気出口１４と助手席９２の側の空気噴き出し口１５、１６は、エアダクト２１で連結されている。エアダクト２０、２１は、インストルメントパネル４の内側に配置されている。

図１のII－II線に沿った断面を図２に示す。図２は、図中の座標系のＬＨ軸に直交する平面であってステアリングコラム４０を横断する平面で車体３をカットした断面を示している。別言すれば、図２は、ステアリングホイール７の前方におけるインストルメントパネル４の断面を示している。ステアリングコラム４０は、ブラケット５１、５２を介してインパネリインフォース５に支持されている。図２ではブラケット５１の前部は図示を省略しているが、ブラケット５１の前部はダッシュパネルに連結されている。ダッシュパネルはフロントコンパートメントとキャビンの仕切り板に相当する。

ステアリングコラム４０は、ステアリングホイール７と、不図示のステアリングギアボックスを連結するシャフトである。ステアリングコラム４０は、インパネリインフォース５の下方を通過している。ステアリングコラム４０は、ブラケット５１、５２に固定される外筒と、外筒の中を通過しており、ステアリングホイール７に連結されている回転シャフトを含むが、図２では、ステアリングコラム４０の内部構造は図示を省略してある。ステアリングコラム４０は、チルト機構と伸縮機構も有するが、それらの機構も図示を省略した。ステアリングコラム４０は、ステアリングポストと呼ばれることもある。

先に述べたように、ステアリングホイール７の直前にて、コラムカバー３０がステアリングコラム４０を覆っている。コラムカバー３０は、ステアリングコラム４０が通る孔３０ａを有しており、インストルメントパネル４とステアリングホイール７の間でステアリングコラム４０を覆っている。コラムカバー３０の前方にエアダクト２０が配置されている。

ステアリングホイール７の前方にて、エアダクト２０はインパネリインフォース５に沿って車幅方向に延びている。ステアリングホイール７の前方において、エアダクト２０は、インパネリインフォース５とステアリングホイール７の間を通っている。別言すれば、エアダクト２０は、インパネリインフォース５の後方を車幅方向に沿って通過しており、ステアリングホイール７とコラムカバー３０の前方を車幅方向に沿って通過している。エアダクト２０とステアリングホイール７の間にコラムカバー３０が位置している。コラムカバー３０はステアリングコラム４０に支持されている。先に述べたように、ステアリングコラム４０はチルト機構（不図示）を備えている。コラムカバー３０はステアリングコラム４０と一緒に動く。

自動車が衝突すると、運転者がステアリングホイール７にぶつかり、ステアリングホイール７とともにコラムカバー３０が前方に押し出される。コラムカバー３０の直前にはエアダクト２０が位置しており、エアダクト２０の直前にはインパネリインフォース５が位置している。エアダクト２０とコラムカバー３０の間には、空間ＳＰ１があるが、衝突の衝撃でコラムカバー３０が前方に移動すると、コラムカバー３０がエアダクト２０にぶつかる。

コラムカバー３０とエアダクト２０が固いと、ステアリングホイール７が前方へ移動できず、運転者に大きな衝撃が加わる。エアダクト２０とコラムカバー３０の少なくとも一方が柔らければ、ステアリングホイール７との衝突でエアダクト２０またはコラムカバー３０がつぶれ、運転者に加わる衝撃が緩和される。

コラムカバー３０とエアダクト２０は、いずれも樹脂製の薄板で作られている。コラムカバー３０は、軸が車体前後方向を向いている筒であり、エアダクト２０は軸が車幅方向を向いている筒である。エアダクト２０がコラムカバー３０よりも車体前後方向に潰れやすい。そこで、ステアリングホイール７の前方において、エアダクト２０の車体前後方向の座屈強度が、コラムカバー３０の車体前後方向の座屈強度よりも低くなるように、エアダクト２０の形状や板厚を調整する。座屈強度は、エアダクト２０（あるいはコラムカバー３０）に車体前後方向に荷重を加え、荷重を徐々に増加させ、エアダクト２０（あるいはコラムカバー３０）が降伏したときの荷重で表される。

衝突の衝撃で運転者とステアリングホイール７とコラムカバー３０が前方へ移動したとき、コラムカバー３０とインパネリインフォース５の間に位置するエアダクト２０がつぶれる。エアダクト２０がつぶれることで、運転者に加わる衝撃が緩和される。すなわち、運転席側の衝突安全性が向上する。

エアダクト２０の車体前後方向の座屈強度を下げる構造の一つを説明する。図２に示すように、車幅方向に直交する平面でエアダクト２０をカットした断面は多角形をなしている。多角形の最大内角２０ａが、エアダクト２０の後半分に位置している。最大内角２０ａがエアダクト２０の後半分に位置していると、後方からコラムカバー３０がエアダクト２０にぶつかったとき、最大内角２０ａを有する角がつぶれやすくなる。より好ましくは、エアダクト２０の断面の最大内角２０ａがコラムカバー３０に対向するように位置しているとよい。

ステリングホイール７の前方にて、エアダクト２０をインパネリインフォース５の後方に配置したことにより、他の利点が得られる。図２に示すように、エアダクト２０の上方には空間ＳＰ２が確保される。エアダクト２０の上方には空間ＳＰ２が確保されるので、インパネリインフォース５の前上方に、速度または回転数を表示する計器ユニット８を配置することができる。なお、図２では計器ユニット８の内部構造の図示は省略した。インパネリインフォース５の前上方に計器ユニット８を配置すると、運転者の目と計器ユニット８との間に長い距離を確保することができる。あるいは、エアダクト２０の上の空間ＳＰ２に別のデバイスを配置することも可能となる。エアダクト２０をインパネリインフォース５の後方に配置することで、ステアリングホイール７の前方の意匠設計の自由度が増す。

図３に、図２のIII－III線に沿った断面を示す。先に述べたように、コラムカバー３０は、孔３０ａを有する筒である。孔３０ａをステアリングコラム４０が通過しているが、図３では、ステアリングコラム４０とステアリングホイール７の図示は省略した。

エアダクト２０は、車体前後方向から見たときに（すなわち、図中の座標系のＦｒ軸の方向に沿って見たときに）、コラムカバー３０と重なる領域Ｗａにおける板厚Ｔａが、コラムカバー３０と重ならない領域Ｗｂにおける板厚Ｔｂよりも薄くなっている。エアダクト２０の板厚Ｔａを薄くすることで、ステアリングコラム７の前方におけるエアダクト２０の車体前後方向の座屈強度を、コラムカバー３０の車体前後方向の座屈強度よりも低くすることができる。エアダクト２０の断面の最大内角２０ａをエアダクト２０の後半分に配置することと、板厚Ｔａを薄くすることのいずれか一方を採用するだけでも、エアダクト２０の座屈強度をコラムカバー３０の座屈強度よりも低くできる場合がある。

図４に、変形例のエアダクト１２０の断面図を示す。図４は、エアダクト１２０のみを示しているが、図２に示したように、エアダクト１２０の前方（図中の座標系のＦｒ方向）にはインパネリインフォース５が位置しており、後方（図中の座標系のＦｒ軸の反対方向）にはコラムカバー３０とステアリングホイール７が位置している。すなわち、図４も、ステアリングホイール７の前方におけるエアダクト１２０の断面を示している。エアダクト１２０の下方（図中の座標系のＵｐ軸の反対方向）をステアリングコラム４０が通過している。

エアダクト１２０の断面形状は図２のエアダクト２０の断面形状と同じである。図４の一点鎖線ＣＬは、エアダクト１２０の車体前後方向の中心を表している。エアダクト１２０の断面は多角形をなしており、その最大内角１２０ａは、エアダクト１２０の車体前後方向の後半分に位置している。また、エアダクト１２０は、内側に切欠１２０ｂを有しており、外側に切欠１２０ｃを有している。切欠１２０ｂ、１２０ｃは、ステアリングホイール７（図２参照）の前方にて、エアダクト１２０に設けられている。

切欠１２０ｂ、１２０ｃは、ステアリングホイール７の前方におけるエアダクト１２０の車体前後方向の座屈強度をコラムカバー３０の車体前後方向の座屈強度よりも低くすることに貢献する。切欠１２０ｂは、エアダクト１２０のどこに設けてもよいが、図４に示すように、最大内角１２０ａを有する角の内面に設けられているとなおよい。また、図４に示すように、複数の切欠１２０ｂ、１２０ｃをエアダクト１２０に設けてもよい。切欠き１２０ｃは、エアダクト１２０の外面に設けられている。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。エアダクト２０、１２０は、樹脂の薄板で作られていることが多いが、金属の薄板で作られていてもよい。ステアリングホイール７の前方におけるエアダクト２０、１２０の断面形状はどのような形状であってもよいが多角形であることが望ましい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：自動車 ３：車体 ４：インストルメントパネル ５：インパネリインフォース ６：フロントピラー ７：ステアリングホイール ８：計器ユニット １０：空調機 １１、１２：空気出口 １３、１４、１６：空気噴き出し口 ２０、２１、１２０：エアダクト ２０ａ、１２０ａ：最大内角 ３０：コラムカバー ４０：ステアリングコラム ５１、５２：ブラケット ９１：運転席 ９２：助手席 １２０ｂ、１２０ｃ：切欠

Claims (2)

1. インストルメントパネルの内側にて車幅方向に延びているインパネリインフォースと、
   前記インパネリインフォースの後方に位置しているステアリングホイールと、
   前記インストルメントパネルの内側に配置されており、前記インパネリインフォースと前記ステアリングホイールの間を通っているエアダクトと、
   前記インパネリインフォースの下方を通過しており、前記ステアリングホイールに連結されているステアリングコラムと、
   ステアリングコラムを覆っているコラムカバーと、
   を備えており、
   前記コラムカバーが、前記エアダクトと前記ステアリングホイールの間に位置しており、
   前記エアダクトの車体前後方向における座屈強度が、前記コラムカバーの前記車体前後方向における座屈強度よりも低い、
   自動車。
2. 速度または回転数を表示する計器が前記インパネリインフォースの前上方に配置されている、請求項１に記載の自動車。

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