(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
車両構造の一例として、特許文献1に記載のものがある。
同文献に記載の車両構造においては、車両のフロア部のうち、乗員の足を配置する箇所に、ティビアパッド(同文献のフットレスト)が設けられている。このティビアパッドの下面部には、肉抜き部が設けられ、かつ上面部には、車幅方向に延びる窪み部が設けられている。
このような構成によれば、車両の前突が発生した際に、乗員の足の踏み込み力によってティビアパッドの載置部が撓み変形を生じ易くなる。このことにより、ティビアパッド上に足をホールドさせ易くし、足の滑り上がりに伴う乗員下肢への負荷入力を低減することが可能である。
【0003】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、改善の余地がある。
【0004】
すなわち、車両の前突時においては、乗員の足の踏み込み力が相当に大きくなる場合があるが、このような場合には、乗員の踵部がティビアパッドにめり込む結果、ティビアパッドが位置ずれし易い。また、ティビアパッドが乗員の踵部よって大きな力で下方に押し込まれた場合、フロア部が変形する虞もある。このようなことから、前記従来技術においては、ティビアパッドの使用によって期待される本来の衝撃吸収効果を的確に得られない場合がある。
このような不具合を防止または抑制するための手段としては、ティビアパッドの位置ずれ防止を図るための係合部を多く設け、またフロア部の剛性を高めるといった手段を採用することが考えられる。ところが、このような手段を採用したのでは、車両の重量の増加を招き、また生産性の悪化や製造コストの上昇を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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、簡易な構成により、車両の前突時におけるティビアパッドによる乗員下肢保護性能を良好にす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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
本発明により提供される車両構造は、車両のフロア部上に載設されたティビアパッドを、備えており、前記フロア部は、ダッシュパネルの後端部とフロントフロアパネルの前端部とが接合された接合部を有している、車両構造であって、前記フロア部上に取付けられて車幅方向に延びており、かつ少なくとも一部分が、前記フロア部の前記接合部に重ねられて接合されているクロスメンバを、さらに備えており、前記ティビアパッドは、車両前後方向への移動が規制されるように前記クロスメンバが係入する凹部を下面部に有しており、前記ティビアパッドのうち、乗員の踵部を載せるための踵部配置用領域は、前記接合部またはその近傍部の上方
であって、前記クロスメンバの車両前方側に位置する構成とされていることを特徴としている。
【0009】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ティビアパッドは、このティビアパッドの下面部の凹部にクロスメンバが係入していることにより車両前後方向の位置規制が図られているため、車両の前突が発生し、ティビアパッドが乗員の踵部によって強い力で踏み込まれたとしても、ティビアパッドが車両前方側へ位置ずれすることは適切に回避され、乗員の足をティビアパッド上に適切にホールドさせておくことが可能である。クロスメンバは、車幅方向に延びているため、このクロスメンバとティビアパッドとの係合状態を確実かつ高強度のものとし、ティビアパッドの位置ずれ防止の確実化を図ることが可能である。
一方、車両の前突時において、ティビアパッドが乗員の踵部によって強い力で踏み込まれる場合、この踏み込み位置は、ダッシュパネルの後端部とフロントフロアパネルの前端部とが接合され、さらにはクロスメンバも重ねられて接合されている部分、またはその近傍部分であって、フロア部の他の部分と比較すると、剛性がかなり高くされた位置となる。このため、前記した踏み込みの力によって、フロア部が大きく変形することも解消され、踏み込み力をティビアパッドによって適切に受けさせることが可能となる。
このようなことから、ティビアパッドの使用により期待される本来の衝撃吸収効果が的確に得られ、乗員下肢保護性能を高めることができる。
また、本発明によれば、クロスメンバを設けているものの、このクロスメンバは、比較的小サイズのものとすることができ、このクロスメンバとは別に、ティビアパッドの位置ずれを図るための係止部などを多数設ける必要をなくすことが可能である。また、フロア部が踏み込み力によって容易に変形しないようにするための手段として、フロア部の厚肉化などを図る必要はなく、またクロスメンバも有効に利用されている。したがって、全体の重量の増加を抑制し得るとともに、生産性を良好なものとし、製造コストを廉価にすることも可能である。
さらに、本発明によれば、クロスメンバは、ダッシュパネルの後端部とフロントフロアパネルの前端部との接合部に重ねられて接合されており、ダッシュパネルとフロントフロアパネルとの接合を強固なものとする。このため、車両の前突時において、ダッシュパネルとフロントフロアパネルとの接合部が剥離するといった不具合を防止または抑制する効果も期待できる。
【0010】
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。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
図1〜
図4に示す車両構造Aは、車両1の前部の下部に配設された左右一対のフロントサイドメンバ3(
図2では、網点模様を付している)、前輪19を懸架するフロントサス
ペンションのサスペンションメンバ4(サブフレームとも称される)、フロアトンネル部12が形成されているフロア部11、アッパメンバ3A、左右一対のインナトルクメンバ12a、クロスメンバ6、および複数のティビアパッド2(2A,2B),29を備えている。
【0014】
一対のフロントサイドメンバ3は、車幅方向に互いに間隔を隔てた配置とされ、かつ車両1の前部において車両前後方向に一連に延びている。
図5に一部分が示されているように、各フロントサイドメンバ3は、たとえば断面ハット状などの部材を用いて構成されており、車両1のフロア部11が設けられている箇所においては、このフロア部11の下面部に溶接されている。
【0015】
図2に示すように、一対のフロントサイドメンバ3は、フロント部32、内入り傾斜部33(同図の符号Saで示す範囲)、および後側延設部34が一連に繋がった構成とされている。
車両1の前部には、エンジンや変速機などから構成されたパワープラント18が内部に配されているエンジンルーム10が設けられており、一対のフロントサイドメンバ3のフロント部32は、エンジンルーム10の両側に位置して車両前後方向に略直線状に延びている。
内入り傾斜部33は、フロント部32の後部に屈曲部B1を介して繋がった部分であって、一対のフロントサイドメンバ3のうち、サスペンションメンバ4の取付け箇所周辺部が、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなるように、底面視(平面視も含む、以下同様)において傾斜した部分である。フロントサイドメンバ3に対するサスペンションメンバ4の具体的な取付け構造については後述する。
後側延設部34は、内入り傾斜部33の後部に屈曲部B2を介して繋がった部分であり、車幅方向においてフロアトンネル部12とロッカ15との相互間に位置してフロア部11の下面部に接合され、車両前後方向に延びている。
【0016】
フロア部11は、ダッシュパネル11aの後端部と、フロントフロアパネル11bの前端部とが接合部17を介して接合された構成である。この接合は、たとえばスポット溶接により図られているが、後述するように、この接合部17には、クロスメンバ6がさらに溶接されている。
図2および
図5に示すように、フロア部11の車幅方向両端部は、左右一対のロッカ15に接合(溶接)されている。
【0017】
アッパメンバ3Aは、フロア部11の上面部に溶接されて車両前後方向に延びる部材であり、たとえば断面ハット状である。このアッパメンバ3Aは、
図4および
図5に示すように、フロア部11上のうち、フロントサイドメンバ3の後側延設部34の上側に重なった配置に設けられている。このアッパメンバ3Aの後端部は、追加のクロスメンバ6a(
図2を参照)に溶接されている。この追加のクロスメンバ6aは、クロスメンバ6とは異なり、本発明でいうクロスメンバに相当するものではなく、クロスメンバ6よりも車両後方側に配されて、ロッカ15とフロアトンネル部12とを車幅方向において橋渡し接続するものである。
【0018】
クロスメンバ6は、たとえば断面ハット状部材を用いて構成されており、フロアトンネル部12とアッパメンバ3Aとを車幅方向において橋渡し接続するように設けられている。より具体的には、フロアトンネル部12の基部下面側には、インナトルクメンバ12aが車両前後方向に延びて溶接されており、かつこのインナトルクメンバ12aの前端部には、底面視において湾曲し、かつフロントサイドメンバ3の後側延設部34の前端部付近に一端が溶接された曲げ部12bが設けられている。この曲げ部12bは、インナトルクボックス部に相当する。クロスメンバ6は、曲げ部12bよりも車両後方側の位置において、車幅方向に延び、かつその両端部が、フロアトンネル部12とアッパメンバ3Aとに
溶接されている。
【0019】
図6(a)の要部拡大図によく表れているように、クロスメンバ6の一対のフランジ部61,62は、フロア部11に対し、溶接部Wa,Wbを介して溶接されている。ただし、フランジ部61は、ダッシュパネル11aとフロントフロアパネル11bとの接合部17上に重ねられた上で、この接合部17に溶接部Waを介して接合されている。溶接部Waは、好ましくは、フランジ部61、フロントフロアパネル11bの前端部、およびダッシュパネル11aの後端部を同時に溶接するスポット溶接である。
【0020】
ティビアパッド2(2A,2B),29は、緩衝性に優れたたとえば発泡樹脂製のプレート状である。これらティビアパッド2,29のうち、運転者の左足、および助手席乗員の両足を常時載せておくための2つのティビアパッド2(2A,2B)は、クロスメンバ6(6A,6B)を利用してフロア部11上に位置決め固定されている。
【0021】
より具体的には、
図6によく表れているように、ティビアパッド2(2A)の下面部には、凹部20が車幅方向に延びた状態で形成されており、この凹部20にクロスメンバ6(6A)が係入するようにティビアパッド2Aがフロア部11上に配置されている。このことにより、ティビアパッド2Aの車両前後方向への移動が規制されている。
図6(b)に示すように、ティビアパッド2Aは、フロア部11に固定された突起部58に係合する係合固定ピン50が差し込まれる孔部22を有している。このティビアパッド2Aは、係合固定ピン50を利用してフロア部11に固定されていることにより、車幅方向への移動や、フロア部11からの浮き上がりなども生じないように設定されている。勿論、ティビアパッド2Aの固定を補助するための手段としては、係合固定ピン50に代えて、これ以外のピンや締結部材を用いる手段を採用することが可能である。
なお、
図6において、符号51は、防音材を示し、符号52は、フロアカーペットを示している。
【0022】
ティビアパッド2の後部寄り領域、あるいは前後方向の途中領域は、乗員の踵部hを載せるための踵部配置用領域21とされており、この踵部配置用領域21は、フロア部11の接合部17(およびクロスメンバ6のフランジ部61も接合されている部分)、またはその近傍部の上方に位置するように設定されている。本実施形態において、ティビアパッド2Aは、側面断面視において略く字状に屈曲した形態であり、前部寄り領域21aの上面部は、前上がり状に傾斜し、乗員のつま先側を載せるための部分であるのに対し、それよりも後側の領域の上面部は、略水平状の踵部配置用領域21とされている。なお、踵部配置用領域21は、様々な体格の乗員に対応し得るように、適度な広さをもつ領域であり、
図6(a)に示された乗員の踵部hの直下の狭小領域のみを指すものではない。
【0023】
ティビアパッド2(2B)は、助手席用であり、ティビアパッド2Aよりもサイズが大きくされているが、その下面部には、クロスメンバ6(6B)が係入する凹部20が設けられ、これらが互いに係合することにより、ティビアパッド2Bの車両前後方向への移動が規制されている。また、ティビアパッド2Aと同様に、係合固定ピン50が差し込まれる孔部22を有し、この係合固定ピン50を利用してフロア部11への固定が図られている。さらに、ティビアパッド2Bの踵部配置用領域21は、接合部17またはその近傍部の上方に位置するように設定されている。
【0024】
ティビアパッド29は、アクセルペダルやブレーキペダルの下方に配置されるものであり、先に述べた他のティビアパッド2とは異なり、車両1の前突時に、乗員の踵部hによって強く踏み込まれる虞は少ない。このため、本実施形態においては、このティビアパッド29の固定は、従来のものと同様に、たとえば係合固定ピン50のみを用いて図られており、クロスメンバ6を利用した位置決め固定は図られていない。ただし、このティビア
パッド29を、他のティビアパッド2(2A,2B)と同様に、クロスメンバ6を利用した固定構造としてもよい。
【0025】
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る。フロントサイドメンバ3の内入り傾斜部33の周辺部は、
図1に示すように、車両側面視において後下がり状に傾斜した上下傾斜部30として形成されており、その下方にサスペンションメンバ4が配されている。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。
【0026】
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の上部が、支持部材39を介してフロントサイドメンバ3に固定された部位である。フロントサイドメンバ3内には、支持部材39の取付け強度を高めるためのリインフォース39aが適宜設けられている。
後側取付け部9Bは、上下傾斜部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の後部が、ボルト90を用いて締結された部位である。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が、上下傾斜部30の台座部38よりも下側の部分にボルト91を用いて締結された部位である。
【0027】
ロアアーム7は、その先端部に前輪19が支持され、前輪19とサスペンションメンバ4との相対的な上下動を可能とするように、その基端部は、サスペンションメンバ4に対して回転可能に連結されている。より具体的には、ロアアーム7の基端部は、前部および後部に分岐しており、かつ前側回転支持部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に取付けられている。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。
【0028】
図3によく表れているように、ロアアーム7の後側回転支持部8Bの中心P2は、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。このような構成によれば、そうでない構成と比較して、操安性をよくすることが可能である。また、前記した中心P2は、フロントサイドメンバ3の直下に位置している。このため、構成の簡素化を図りつつ、後側回転支持部8Bおよびその周辺部の建付け剛性を高め、操安性をより向上させることが可能である。
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。内入り傾斜部33は、サスペンションメンバ4の前側取付け部9Aよりも後側取付け部9B,9B’を車幅方向内方側に配置させ、かつロアアーム7の後側回転支持部8Bの中心P2を、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だけオフセットするのに適する。
【0029】
図2に示すように、フロントサイドメンバ3の後側取付け部9B,9B’付近とロッカ15の前端部とは、トルクボックス14(アウタトルクボックス)を介して相互に連結されている。このことにより、車体の捩じり剛性が高められる他、後側取付け部9B,9B’付近の剛性を効果的に高め、サスペンションメンバ4の支持状態を安定させることが可能である。
【0030】
次に、前記した車両構造Aの作用について説明する。
【0031】
まず、ティビアパッド2Aは、その下面部の凹部20にクロスメンバ6(6A)が係入し、車両前後方向の位置規制が図られている。このため、車両1の前突が発生し、ティビアパッド2Aが乗員の踵部hによって強い踏み込み力F1(
図6(a)を参照)で踏み込まれたとしても、ティビアパッド2Aが車両前方側に位置ずれすることは適切に回避される。したがって、乗員の足をティビアパッド2A上に適切にホールドさせておくことができる。
【0032】
ここで、クロスメンバ6Aは、車幅方向に延びており、このクロスメンバ6Aとティビアパッド2Aとが係合・当接する箇所のサイズを大きくすることが可能である。このため、クロスメンバ6Aとティビアパッド2Aとの係合状態を確実かつ高強度のものとし、ティビアパッド2Aの位置ずれ防止の確実化を図ることが可能である。
【0033】
一方、車両1の前突時において、ティビアパッド2Aが乗員の踵部hによって強い力で踏み込まれる場合、この踏み込み位置は、ダッシュパネル11aの後端部とフロントフロアパネル11bの前端部とが接合され、さらにはクロスメンバ6Aもそれらに重ねられて接合された部分、またはその近傍部分であり、フロア部11の他の部分と比較すると、剛性がかなり高くされた位置である。このため、乗員の踏み込み力F1によって、フロア部11が大きく変形することも解消され、踏み込み力F1をティビアパッド2Aに効率よく作用させることが可能となる。
【0034】
このようなことから、ティビアパッド2(2A)がもつ本来の衝撃吸収機能が効果に発揮されることとなり、乗員下肢保護性能を高めることができる。このような効果は、他のティビアパッド2(2B)においても同様に得られる。
【0035】
本実施形態においては、クロスメンバ6を利用してティビアパッド2の固定を図っているものの、このクロスメンバ6は、比較的小サイズのものとすることができ、このクロスメンバ6とは別に、ティビアパッド2の位置ずれ防止を図るための手段(係合固定ピン50など)を多数設ける必要をなくすことが可能である。また、本実施形態によれば、フロア部11が踏み込み力F1によって変形することを防止するための手段として、たとえばフロントフロアパネル11bの全体を厚肉にするといった必要もなくすことができる。したがって、車両1の重量の増加を抑制し、また生産性を良好なものとして製造コストを廉価にすることが可能である。
【0036】
本実施形態においては、クロスメンバ6の存在により、次のような効果がさらに得られる。
すなわち、アッパメンバ3Aとフロアトンネル部12とは、クロスメンバ6によって車幅方向に橋渡し接続されているが、アッパメンバ3Aは、フロントサイドメンバ3の内入り傾斜部33の後端に繋がった後側延設部34上に重ねられて接合された部位である。このため、車両1の前突が発生して、車両前方側から衝突荷重F2(
図2を参照)がフロントサイドメンバ3に入力した際に、内入り傾斜部33の存在に起因し、後側延設部34を車幅方向内方に大きく変形させようとする力が発生したとしても、クロスメンバ6の突っ張り力によって、後側延設部34が車幅方向内方に大きく変形することは適切に防止される。その結果、フロントサイドメンバ3の荷重伝達性をよくし、車両1の衝撃吸収性能を良好とすることができる。また、車両1の車体強度が高くなるため、耐衝撃性能を良好にすることもできる。このことから理解されるように、クロスメンバ6は、車両1の前突時において、フロントサイドメンバ3が内入り傾斜部33の存在に起因して車幅方向内方に変形しようとする箇所に設けることが望まれる。
【0037】
また、クロスメンバ6は、車両1の前突時において、アッパメンバ3Aおよびフロントサイドメンバ3とフロアトンネル部12とが車両前後方向に大きく位置ずれすることを防
止する。さらに、クロスメンバ6は、ダッシュパネル11aの後端部とフロントフロアパネル11bの前端部との接合部17に重ねられてこれらと接合されているため、これら三者の接合強度が高められる。このようなことから、車両1の前突時において、アッパメンバ3Aおよびフロントサイドメンバ3とフロアトンネル部12との位置ずれに起因して、ダッシュパネル11aとフロントフロアパネル11bとの接合部17に不当な剥離が生じることを、適切に防止または抑制することも可能となる。
【0038】
本実施形態の車両構造Aにおいては、ロアアーム7の後側回転支持部8Bの中心P2を、前側回転支持部8Aの中心P1よりも車幅方向内方側にオフセットさせているため、そうでない場合と比較すると、内入り傾斜部33の傾斜角を大きくする必要がある。このため、本来的には、車両1の前突時において後側延設部34は、より曲げ変形などを生じ易くなり、またフロア部11の接合部17における前記した剥離も、より生じ易くなる。これに対し、本実施形態においては、既述したクロスメンバ6を設けた構成により、前記した不具合を適切に解消することが可能である。
【0039】
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。
【0040】
上述の実施形態においては、クロスメンバ6が、フロアトンネル部12とアッパメンバ3Aとを橋渡し接続した構成とされているが、これに限定されず、それら両者を橋渡し接続しない構成とすることもできる。クロスメンバは、要は、フロア部上に車幅方向に延びて設けられ、かつフロア部のダッシュパネルの後端部とフロントフロアパネルの前端部との接合部に少なくとも一部が重ねられて接合されていればよい。
ティビアパッドの具体的な形状、サイズ、材質は限定されない。
本発明の車両構造は、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ことは勿論である。