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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-19
(45)【発行日】2024-02-28
(54)【発明の名称】自動車
(51)【国際特許分類】
   B60K 37/00 20240101AFI20240220BHJP
   B62D 25/08 20060101ALI20240220BHJP
【FI】
B60K37/00 D
B60K37/00 Z
B62D25/08 J
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2021060463
(22)【出願日】2021-03-31
(65)【公開番号】P2022156658
(43)【公開日】2022-10-14
【審査請求日】2023-03-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社SUBARU
(74)【代理人】
【識別番号】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】酒田 まりえ
(72)【発明者】
【氏名】河本 昌志
(72)【発明者】
【氏名】田中 研
【審査官】中野 裕之
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-083746(JP,A)
【文献】特開平06-286456(JP,A)
【文献】特開2011-042254(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60K 37/00
B60K 35/70
B62D 25/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2016-60298号公報
【文献】特開2020-26218号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】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2図1のII-II線でカットした断面図である。
図3図2のIII-III線でカットした断面図である。
図4】変形例のエアダクトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【符号の説明】
【0033】
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
図1
図2
図3
図4