車両のボディ構造

【課題】車両前部のボディ構造において、車両前突時等の大きな衝撃に対して車室内を保護するため、サスペンションを支持するサスタワーについてはダッシュパネルに直接結合することが困難であった。本発明では、特にエンジンコンパートメントの狭小なボディ構造において、サスタワーの支持剛性を確保しつつダッシュパネルの後退量を抑制して車室内保護を図れるようにする。
【解決手段】ダッシュパネル１０に衝撃吸収部１０ｃを設け、これにサスタワー２０を結合してその支持剛性を確保するとともに、衝撃Ｆによりサスタワー２０をフロントピラー２回りに旋回させることによりダッシュパネル１０の車室１２側への後退量を抑制する。これによりブレーキブースタをほとんど後退させないでブレーキペダルやステアリングコラムの上後突方向の変位をなくして車室内保護を図ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の前部のボディ構造であって、主としてエンジンを収容するエンジンルームのボディ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗員が乗り込む車室（キャビン）の前側にエンジンルーム（エンジンコンパートメント）を配置したボディ構造を備える車両では、車両前突時等であって前部から大きな衝撃が付加された時に、この衝撃を車両前部の変形により効率よく吸収して車室側の変形を軽減するとともにダッシュパネルの後退を抑制し、これにより乗員の保護が図られるようになっている。車両前部での衝撃吸収及びダッシュパネルの後退抑制のための従来の技術が下記の特許文献に開示されている。
特許文献１には、左右のサスペンションタワー間においてダッシュパネルの上部に補強部材を取り付けてその横剛性を高め、またダッシュパネルの左右端部とフロントピラー間にリインホースメントを介在させてダッシュパネルの面剛性を高めることにより、当該ダッシュパネルの後退量を抑制する技術が開示されている。
特許文献２には、エンジン後方にクラッシュスペースを配置して車両前突時の衝撃を吸収する技術が開示されている。
特許文献３には、アウタクロスメンバとダッシュパネルとの間に、前突時等の衝撃により比較的変形しやすい領域を設けて、ダッシュパネルの後退を抑制する技術が開示されている。
特許文献４には、サスペンションが支持されるサスタワーをダッシュパネルの側部に結合してサスペンション入力荷重をダッシュパネルで受けることによりサスタワーの内倒れを防止して操縦安定性の向上を図る技術が開示されている。
特許文献５には、ダッシュパネル前面のクロスメンバに膨出部を設けて前突荷重を吸収するとともに、これをフロア側へ伝達、分散してダッシュパネルの後退を抑制する技術が開示されている。
特許文献６には、バッテリブラケットの垂直面と水平面との間に脆弱部を設けて、大型バッテリ搭載可能な支持強度と、脆弱部変形による安定した衝撃吸収能を両立させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０２２８４６号公報
【特許文献２】特許第４１２２８９５号公報
【特許文献３】特開２００２−３７０６７２号公報
【特許文献４】特開２０１０−８６４号公報
【特許文献５】特開２００３−１５４９６９号公報
【特許文献６】特開２００２−２２５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これら従来の技術は、車両前部のエンジンルームについて前後方向スペースの狭小化が図られる車両にはそのまま適用できない場合があり、上記従来の技術とは異なる手段によって高い衝撃吸収能を確保することが要請されている。
例えば、エンジンコンパートメントが狭小な車両においてもサスタワーをダッシュパネルに直接結合すれば、当該サスタワーの横剛性を確保して大きなサスペンション荷重を受けることができるようになるが、係る構成ではダッシュパネルの後退量が大きくなってしまう。ここで、車両前突対策として、ブレーキブースタの後退量、ブレーキペダルの上後突量、ステアリング上突量、トーボード侵入量を極力抑えることが重要で、これらはすべてダッシュパネル後退量に依存している。このため、ダッシュパネルに対してサスタワーを直接結合しても、車両前突時等の大きな衝撃に対してダッシュパネルの後退量を極力抑制する技術が必要になる。
そこで、本発明は、サスペンションを支持するサスタワーをダッシュパネルに結合してサスペンション荷重に対するその十分な主として横剛性を確保しつつ、車両前突時等の大きな衝撃に対してはダッシュパネルの後退量を抑制できる車両のボディ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、以下の発明によって解決される。
第１の発明は、エンジンルームと車室内がダッシュパネルで区画されており、エンジンルーム内にサスペンションを支持する左右一対のサスタワーが配置され、ダッシュパネルの前面であってサスタワーの後方にブレーキブースタが支持され、ダッシュパネルの後面にブレーキペダルとステアリングコラムが支持された車両のボディ構造であって、サスタワーの前方にバッテリを配置して、車両前方からの衝撃による該バッテリの後退に伴ってサスタワーがバッテリに押されてフロントピラー回りに旋回しつつ後退する構成としたボディ構造である。
第１の発明によれば、例えば車両前突等により車両前部に前方からの大きな衝撃が付加されたことによりバッテリが後退してサスタワーを後方へ押すと、サスタワーはフロントピラーを中心に旋回しつつ後方へ変位することから、当該サスタワーの後方に位置するブレーキペダルを避けて後退する。このため、サスタワーがダッシュパネルに結合された構成であってもブレーキブースタ、ブレーキペダル及びステアリングコラム等が直接サスタワーに押されて後退することを回避することができ、その結果サスタワーをダッシュパネルに結合してそのサスペンションに対する横剛性を確保しつつ、ダッシュパネルの後退量を少なくして車室の保護を図ることができる。
第２の発明は、第１の発明において、ダッシュパネルに前面であってブレーキブースタの下方に前方に膨出する衝撃吸収部を設け、この衝撃吸収部にサスタワーを結合して、車両前方からの衝撃により衝撃吸収部を変形させてサスタワーを後退させる構成としたボディ構造である。
第２の発明によれば、例えば車両前突時等に前方からの大きな衝撃が付加されるとサスタワーがバッテリに押されてフロントピラー回りに旋回して衝撃吸収部を押し潰しながら後退する。このため、ブレーキブースタ等を避けつつ後退するとともに、ダッシュパネルの後退を一層抑制して車室の保護を図ることができる。
第３の発明は、第２の発明において、ダッシュパネルが中央部と左右側部に分割されており、中央部が車室側に凹設され、左右の側部の一方に衝撃吸収部が設けられて、この衝撃吸収部を後壁として前記サスタワーがダッシュパネルに結合された構成としたボディ構造である。
第３の発明によれば、前方から衝撃によりバッテリが後退してサスタワーが押されると、サスタワーはフロントピラー回りに旋回してブレーキブースタを避けつつ衝撃吸収部を押し潰すことにより当該衝撃が吸収され、これによりダッシュパネルの後退を抑制することができる。しかも、ダッシュパネルの中央が車室内側へ凹設されてその面剛性が高められていることによっても当該ダッシュパネルの車室内側への後退をさらに確実に抑制することができる。
第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明において、バッテリを支持するバッテリキャリアの台座部をフロントサイドメンバに対して支持する脚部は、その横断面形状が前後方向の中央で屈曲する屈曲横断面形状を有する構成としたボディ構造である。
第４の発明によれば、バッテリを搭載する台座部が、横断面形状がＬ字形に屈曲した形状を有する脚部を介してフロントサイドメンバに支持されている。バッテリキャリアの脚部は、前後方向中央でＬ字形に屈曲していることから、その開口側を側方へ向けた向きに設けられている。このため、フロントサイドメンバを経て入力される前方からの衝撃はこの脚部に対して曲げ力として作用し、その結果脚部は当該衝撃によって比較的容易に閉じ方向に変形する。このことから、横断面Ｌ字形に屈曲した脚部の軸方向応力によってバッテリの十分な支持剛性が確保される一方、フロントサイドメンバに入力された前方からの大きな衝撃に対して比較的容易に変形させて、当該フロントサイドメンバの軸圧縮効率を阻害することなくバッテリを後退させることができ、その結果サスタワーをフロントピラー回りに旋回させつつ後退させてブレーキブースタの後退を抑制し、ひいては車室内の保護をより確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係るボディ構造の斜視図である。
【図２】車両前部のボディ構造の側面図である。本図は、衝撃を受けていない状態を示している。
【図３】車両前部のボディ構造の側面図である。本図は、車両前方からの衝撃を受けた状態を示している。
【図４】車両前部のボディ構造の平面図である。本図は、衝撃を受けていない状態を示している。
【図５】車両前部のボディ構造の平面図である。本図は、車両前方からの衝撃を受けた状態を示している。
【図６】本発明の実施形態に係るボディ構造の平面図である。
【図７】本実施形態に係るバッテリキャリアの斜視図である。
【図８】バッテリキャリアの平面図である。図中左側は、衝撃を受けていない状態を示し、右側は衝撃を受けた状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。車両前部であって主としてエンジンＥ／Ｇを収容し、またフロントサスペンション（図示省略）を懸架するフロントボディの構造に特徴を有している。図１及び図６は、車両前部のボディ構造１の概略を示している。このボディ構造１は、概ね左右対称に構成されている。図１では車両左側のボディ構造１が示されている。図中符号１０は、ダッシュパネルを示している。このダッシュパネル１０によって車両前部のエンジンルーム１１と、車室（キャビン）１２が区画されている。ダッシュパネル１０は、車室１２側に凹んだ中央のダッシュセンタ１０ａと、左右のダッシュサイド１０ｂ，１０ｂを有している。本実施形態では、中央のダッシュセンタ１０ａの左右側部にダッシュサイド１０ｂ，１０ｂを結合してダッシュパネル１０としている。当初より一体でプレス成形して中央の凹設部を得る構成であってもよい。
ダッシュパネル１０の左右両端部であって左右のダッシュサイド１０ｂ，１０ｂの端部は、それぞれ左右のフロントピラー２に結合されている。
ダッシュパネル１０の左側のダッシュサイド１０ｂには、ブレーキブースタ１５が支持されている。ブレーキブースタ１５は、左側のダッシュサイド１０ｂのエンジンルーム１１側に支持されている。また、図２及び図４に示すように左側のダッシュサイド１０ｂの車室内側には、ブレーキペダル１６及びステアリングコラム１７が支持されている。
図１に示すように車両左側のダッシュサイド１０ｂからフロントサイドメンバ１３が前方へ延びている。この左フロントサイドメンバ１３から上方へ延びるようにしてサスペンションタワー（以下、サスタワー）２０が配置されている。このサスタワー２０にフロントサスペンションの左側が支持されている。
【０００８】
サスタワー２０の前側にはホイールハウスを構成するインナフェンダ（フードレッジ）１４が結合されている。サスタワー２０は、ダッシュパネル１０の左側のダッシュサイド１０ｂに直接結合されている。ダッシュパネル１０の左側のダッシュサイド１０ｂには、前方へ盛り上がるようにして衝撃吸収部１０ｃが一体に設けられている。この衝撃吸収部１０ｃにサスタワー２０が一体に結合されている。
左インナフェンダ１４の上方であってサスタワー２０の前側に、バッテリ２５が配置されている。バッテリ２５は、バッテリキャリア２６に搭載されている。図７に示すようにバッテリキャリア２６は、平板形状の台座部２６ａと脚部２６ｂを備えている。台座部２６ａは、その後部をインナフェンダ１４上に結合され、その前部を脚部２６ｂを介してフロントサイドメンバ１３に支持されて水平に配置されている。この台座部２６ａ上にバッテリ２５が搭載されている。
脚部２６ｂは、図８に示すようにその幅方向ほぼ中央で屈曲する横断面Ｌ字形を有している。この脚部２６ｂは、その開口側を車両側方へ向けた向きでフロントサイドメンバ１３に結合されている。このため、台座部２６ａに付加されるバッテリ２５の重量は、当該脚部２６ｂの軸力により強固に支持される。これに対して図８に示すように、フロントサイドメンバ１３を経て付加される車両前突時等の大きな衝撃Ｆによるフロントサイドメンバ１３の変形によって当該脚部２６ｂに閉じ方向の曲げ力が作用する結果、図８中右側に示すように当該脚部２６ｂは比較的容易に閉じ方向（Ｖ字形）に変形する。脚部２６ｂの横断面形状がＶ字形に変形すると、そのバッテリ２５の重量に対する支持剛性が低下することから、フロントサイドメンバ１３の軸圧縮効率（軸圧縮方向へスムーズに変形することによる衝撃吸収能力）が阻害されることがなく、かつ台座部２６ａ上のバッテリ２５が衝撃Ｆの慣性力によって後方へ変位しやすくなる。
【０００９】
前記したようにバッテリ２５の後ろ側には、サスタワー２０が配置されている。本実施形態の場合図４に示すようにバッテリ２５は、サスタワー２０の前側であって平面的に見ると車幅方向やや右側にずれた位置に配置されている。しかも、図２に示すようにバッテリ２５はサスタワー２０の前側であって側面から見ると上部付近に配置されている。
このため、車両前突時等の大きな衝撃Ｆによりバッテリ２５が後退すると、当該バッテリ２５はサスタワー２０の前側上部付近かつ内側角部付近に衝突する。サスタワー２０の前側上部付近で車幅方向内側角部付近に重量物であるバッテリ２５が衝突することにより、当該サスタワー２０には、フロントピラー２を中心とする大きな旋回力Ｒが作用する。この旋回力Ｒによってサスタワー２０がフロントピラー２を中心として旋回しつつ後方へ変位することにより、ダッシュパネル１０の衝撃吸収部１０ｃが押し潰されて衝撃Ｆが吸収される。
また、図５に示すようにサスタワー２０がバッテリ２５の後退によりフロントピラー２を中心に旋回しつつ後退するため、ブレーキペダル１６をほとんど後退させない。
しかも、図３に示すように前側上部付近に配置されたバッテリ２５が後退することによりサスタワー２０は、衝撃吸収部１０ｃを押し潰しつつブレーキブースタ１５の下方へ潜り込むようにして後退する。このため、ブレーキブースタ１５は、車室１２側への変位が大幅に抑制される。
このように、ダッシュパネル１０に設けた衝撃吸収部１０ｃに直接結合したサスタワー２０は、車両前突時等の衝撃Ｆによって平面的に見ればフロントピラー２回りを旋回してブレーキペダル１６の側方を避けるように後退し、かつ側面から見ればブレーキブースタ１５の下方を避けるように後退する。このため、サスタワー２０の後退によるブレーキブースタ１５の車室１２側への変位を大幅に抑制することができる。
【００１０】
以上のように構成した本実施形態ボディ構造１によれば、ダッシュパネル１０に結合したサスタワー２０に対するバッテリ２５とブレーキブースタ１５との位置関係が適切に設定されて、車両前突時等の大きな衝撃Ｆによってバッテリ２５が後退した場合には、サスタワー２０がフロントピラー２回りに旋回しつつブレーキペダル１６を避けて後退し、かつブレーキブースタ１５の下方を潜り込むようにして後退するため、ダッシュパネル１０の後退を大幅に抑制してブレーキペダル１６の後退量を抑制し、またステアリングコラム１７の上後突量を抑制して車室１２の保護を図ることができる。
このことから、車両前突時等の車室１２の保護を図りつつ、サスタワー２０をダッシュパネル１０に結合してサスペンションに対するその十分な横剛性を確保することができる。車両前突時等の衝撃Ｆに対して車室１２の保護を図りつつ、サスタワー２０をダッシュパネル１０の衝撃吸収部１０ｃに直接結合してフロントサスペンションの横剛性を確保することができるので従来のような別途補強部材を必要とせず、これにより当該ボディ構造１をエンジンルーム１１の前後方向のスペースが小さな小型車等に好適に適用することができる。
また、ダッシュパネル１０の中央のダッシュセンタ１０ａが車室１２側へ凹設されているため、当該ダッシュパネル１０の面剛性を高めることができ、これによっても当該ダッシュパネル１０の車室１２側への後退を抑制して車室１２の保護を高めることができる。
さらに、本実施形態では、中央のダッシュセンタ１０ａに対して別部材としてプレス成形した左右のダッシュサイド１０ｂ，１０ｂを結合してダッシュパネル１０を構成している（分割ダッシュパネル構造）。このことから、係る凹設部を有しない車幅方向の全体で平坦なダッシュパネルに比して本例のダッシュパネル１０における左右の平坦なダッシュサイド１０ｂ，１０ｂの面積が大幅に縮小された構成となっている。係る分割ダッシュパネル構造によれば、当該ダッシュパネル１０の路面から受ける振動に対する共振点を上げることができ、これにより耐ロードノイズ性能（ＮＶ性能）を低下させることなくその面剛性を高めることができる。
【００１１】
また、ダッシュパネル１０の中央のダッシュセンタ１０ａが車室１２側に凹設されている結果、左右のダッシュサイド１０ｂ，１０ｂを車両前側に設定することができ、その分だけ車室スペースを拡大することができる。
また、バッテリ２５を支持するバッテリキャリア２６の台座部２６ａをフロントサイドメンバ１３に対して支持する脚部２６ｂは、その横断面形状が前後方向の中央でＬ字形に屈曲する屈曲横断面形状を有しており、その開口側を側方へ向けた向きに設けられている。このため、車両前方からの衝撃Ｆによってフロントサイドメンバ１３が前後に縮む方向に変形すると脚部２６ｂに対して閉じ方向の曲げ力が作用し、その結果脚部２６ｂは比較的容易に閉じ方向（Ｖ字形）に変形する。このため、フロントサイドメンバ１３の軸圧縮方向の変位がスムーズになされてその衝撃吸収能力が阻害されることがない。また、脚部２６ｂの断面形状が閉じ方向に変形（Ｌ字形→Ｖ字形）すると、その車両前方からの衝撃Ｆに対する支持剛性が低下することからバッテリ２５を容易に後退させて当該ボディ構造１の衝撃吸収能を高めることができる。
このように、横断面Ｌ字形に屈曲した脚部２６ｂの軸方向応力によってバッテリ２５の十分な支持剛性を確保する一方、フロントサイドメンバ１３に入力された前方からの大きな衝撃Ｆに対して脚部２６ｂを比較的容易に閉じ方向に変形させてフロントサイドメンバ１３の軸圧縮方向の変形による衝撃吸収能力を阻害することなく、その支持剛性を低下させることによりバッテリ２５を後退させることができ、その結果サスタワー２０をフロントピラー２回りに旋回させつつ後退させてダッシュパネル１０の後退を抑制し、ひいては車室１２内の保護をより確実に図ることができる。
【００１２】
以上説明した実施形態には種々変更を加えて実施することができる。例えば、車両左側のサスタワー２０について説明したが、右側のサスタワーについても同様に適用することができる。
また、例示したボディ構造１を車両左右両側のサスタワーについて適用する構成の他、ブレーキブースタ１５側のサスタワーについてのみ適用する構成としてもよい。
さらに、ダッシュセンタ１０ａの凹設を省略してもよく、また分割構造ではなく当初より一体でプレス成形されるダッシュパネルとしてもよい。
【符号の説明】
【００１３】
１…ボディ構造
２…フロントピラー
１０…ダッシュパネル
１０ａ…ダッシュセンタ、１０ｂ…ダッシュサイド、１０ｃ…衝撃吸収部
１１…エンジンルーム（エンジンコンパートメント）
１２…車室（キャビン）
１３…フロントサイドメンバ
１４…インナフェンダ（フードレッジ）
１５…ブレーキブースタ
１６…ブレーキペダル
１７…ステアリングコラム
２０…サスタワー（サスペンションタワー）
２５…バッテリ
２６…バッテリキャリア、２６ａ…台座部、２６ｂ…脚部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルームと車室内がダッシュパネルで区画されており、前記エンジンルーム内にサスペンションを支持する左右一対のサスタワーが配置され、前記ダッシュパネルの前面であって前記サスタワーの後方にブレーキブースタが支持され、該ダッシュパネルの後面にブレーキペダルとステアリングコラムが支持された車両のボディ構造であって、
前記サスタワーの前方にバッテリを配置して、車両前方からの衝撃による該バッテリの後退に伴って前記サスタワーが前記バッテリに押されてフロントピラー回りに旋回しつつ後退する構成としたボディ構造。
【請求項２】
請求項１記載のボディ構造であって、前記ダッシュパネルの前面であって前記ブレーキブースタの下方に前方に膨出する衝撃吸収部を設け、該衝撃吸収部に前記サスタワーを結合して、前記車両前方からの衝撃により前記衝撃吸収部を変形させて前記サスタワーを後退させる構成としたボディ構造。
【請求項３】
請求項２記載のボディ構造であって、前記ダッシュパネルの中央部が車室側に凹設され、左右の側部の一方に前記衝撃吸収部が設けられて、該衝撃吸収部を後壁として前記サスタワーが前記ダッシュパネルに結合された構成としたボディ構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載したボディ構造であって、前記バッテリを支持するバッテリキャリアの台座部をフロントサイドメンバに対して支持する脚部は、その横断面形状が前後方向の中央で屈曲する屈曲横断面形状を有する構成としたボディ構造。

【図１】