車両用補強構造体
【課題】軽量でありかつ車両の前部構造を補強できる程度の剛性を持つ車両用補強構造体を提供すること。
【解決手段】車両用補強構造体を、二つのサイドダクト３、４とセンターダクト２とが一体化されてなる複合ダクト部１と、複合ダクト部１の上面および／または下面に一体化されている格子状のリブ部６と、で構成する。そして、二つのサイドダクト３、４に薄型部を設け、リブ部６を少なくとも薄型部の上面および／または下面に配置する。
【解決手段】車両用補強構造体を、二つのサイドダクト３、４とセンターダクト２とが一体化されてなる複合ダクト部１と、複合ダクト部１の上面および／または下面に一体化されている格子状のリブ部６と、で構成する。そして、二つのサイドダクト３、４に薄型部を設け、リブ部６を少なくとも薄型部の上面および／または下面に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インストルメントパネルの裏側に配設される車両用補強構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
インストルメントパネルの裏側には、インパネリンホースや空調用ダクト等の部材が配設される。このうちインパネリンホースは車両の前部構造を補強する補強部材である。インパネリンホースには、インストルメントパネルやその周辺部品（空調用ダクト、ステアリングコラム等）が固定される。このためインパネリンホースには比較的高い剛性が要求される。一般には、インパネリンホースの材料として鉄等の比較的剛性の高い金属材料を採用することで、インパネリンホースの剛性を高めている。
【０００３】
ところで、近年では、車両全体を軽量化する目的で、種々の部材を軽量化することが求められている。インパネリンホースを軽量化する方法としては、インパネリンホースを樹脂材料で形成する方法が考えられる。しかしインパネリンホースを単に樹脂製にするだけでは、インパネリンホースの剛性が不足する問題があった。
【０００４】
特許文献１には、インパネリンホース（クロスビーム）をインストルメントパネル（中間パネル）および空調用ダクトと一体化した車両用補強構造体が提案されている。また引用文献１には、この車両用補強構造体の材料として樹脂材料の一種であるＦＲＰを選択できる旨が記載されている。しかしこの場合には車両用補強構造体が大型化し、車両に対する組み付け性に劣る問題があった。また、インパネリンホース、インストルメントパネルおよび空調用ダクトを単に一体化しただけの車両用補強構造体は、さほど軽量化できない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０４０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量でありかつ車両の前部構造を補強できる程度の剛性を持つ車両用補強構造体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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の車両用補強構造体は、樹脂材料製でありインストルメントパネルの裏側に配置される車両用補強構造体であって、
筒状をなす二つのサイドダクトと、筒状をなし二つの該サイドダクトの間に配置されているセンターダクトと、が一体化されてなり、空調装置に接続される複合ダクト部と、
該複合ダクト部の上面および／または下面に突設されている複数のリブが格子状に一体化されてなるリブ部と、を持ち、
二つの該サイドダクトは、流路断面の車幅方向の長さを上下方向の長さで除した値が４以上となる薄型部を持ち、
該リブ部は少なくとも該薄型部の上面および／または下面に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両用補強構造体は、下記の（１）または（２）を備えるのが好ましく、（１）および（２）を備えるのがより好ましい。
【０００９】
（１）前記薄型部の上下方向の長さは２０ｍｍ以下である。
【００１０】
（２）前記センターダクトおよび前記サイドダクトの少なくとも一部は一体成形されている。
【発明の効果】
【００１１】
一般的な空調用ダクトはセンターダクトおよびサイドダクトを持つ。センターダクトは、車両前部において車幅方向の略中央に配置される部材である。サイドダクトは車両前部において車幅方向の端側に配置される部材である。一般的には、センターダクトとサイドダクトとは別体であり、それぞれ車両用空調装置に接続される。本発明の車両用補強構造体は、従来別体であったセンターダクトとサイドダクトとを一体化して複合ダクト部とし、かつ、複合ダクト部の外面に格子状のリブ部を設けたものである。
【００１２】
本発明の車両用補強構造体における複合ダクト部は、センターダクトとサイドダクトとが一体化されたことで剛性に優れる。
【００１３】
また、本発明の車両用補強構造体は、格子状をなすリブ部によって補強されていることによっても、剛性に優れる。
【００１４】
さらに、二つのサイドダクトに薄型部を設けたことで、少なくともこの薄型部の上面および／または下面に配置されているリブ部の突出高さを大きくでき、リブ部の剛性をさらに高めることができる。その結果、本発明の車両用補強構造体の剛性はさらに向上する。また、薄型部は二つのサイドダクト両方に設けられるため、本発明の車両用補強構造体における二つのサイドダクトにはリブ部が設けられている。このため、本発明の車両用補強構造体は、長手方向の２端部（換言すると、本発明の車両用補強構造体における車幅方向の２端部）の剛性に優れ、全体の剛性にも優れる。
【００１５】
本発明の車両用補強構造体は、剛性に優れるため、インパネリンホースに要求される剛性の一部または全部を担うことができる。このため、本発明の車両用補強構造体を配設した車両においては、インパネリンホースが不要になるか、または、剛性に劣るインパネリンホースに不足する剛性を本発明の車両用補強構造体で補うことができる。さらに、本発明の補強構造体は樹脂材料製であるために軽量である。
【００１６】
なお、本発明の車両用補強構造体はインストルメントパネルを含まないため、比較的小型であり、車両に対する組み付け性に優れる。
【００１７】
上記（１）を備える本発明の車両用補強構造体は、薄型部の上下方向の長さが充分に小さいために、薄型部の上面および／または下面に突出高さの大きなリブ部を配置できる。
【００１８】
上記（２）を備える本発明の車両用補強構造体は、センターダクトおよびサイドダクトの少なくとも一部を一体成形したことで、さらに剛性に優れ、かつ軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の車両用補強構造体における薄型部の内部の一例を模式的に表す説明図である。
【図２】実施例の車両用補強構造体を模式的に表す斜視図である。
【図３】実施例の車両用補強構造体を模式的に表す上面図である。
【図４】実施例の車両用補強構造体を図３中Ａ−Ａ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。
【図５】実施例の車両用補強構造体を図３中Ｂ−Ｂ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。
【図６】実施例の車両用補強構造体における運転席側サイドダクトの内部を模式的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の車両用補強構造体は樹脂材料製である。樹脂材料としては、例えば、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）、ガラス入りポリプロピレン等の比較的剛性に優れる材料を用いるのが好ましい。特にＦＲＰは剛性に優れるために好ましく使用できる。ＦＲＰ用の繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維等の高剛性繊維を用いるのが好ましい。なおＦＲＰ用の繊維として繊維長１〜２ｍｍ程度の短繊維を用いれば、ＦＲＰ製の車両用補強構造体を射出成形法や射出プレス成形法により容易に製造できる。
【００２１】
本発明の車両用補強構造体は、センターダクトを挟んで配置される二つのサイドダクトを持てば良い。一方のサイドダクトは、車両の運転席側に配置される運転席側サイドダクトであり、他方のサイドダクトは車両の助手席側に配置される助手席側サイドダクトである。本発明の車両用補強構造体は、二つのサイドダクトを持つために、車幅方向のほぼ全体にわたって配設される。このため、車両用補強構造体によって車両前部を車幅方向のほぼ全体にわたって補強でき、インパネリンホースを設けない場合や、比較的強度に劣るインパネリンホースを設けた場合にも、車両前部を充分に補強できる。なお、本発明の車両用補強構造体は、二つのサイドダクト以外のサイドダクトやセンターダクトを持っても良い。
【００２２】
本発明の車両用補強構造体において、センターダクトやサイドダクトの形状は特に限定されない。例えばセンターダクトやサイドダクトは直筒状であっても良いし湾曲筒状であっても良い。また、センターダクトやサイドダクトは断面矩形状であっても良いし、断面円形状、断面楕円形状等の他の形状であっても良い。センターダクトやサイドダクトにおける吹き出し口もまた同様である。
【００２３】
複合ダクト部を構成するセンターダクトと二つのサイドダクトとは、一体化していれば良く、その内部は連通していても良いし連通していなくても良い。また、センターダクトとサイドダクトとの間には、部分的な間隙があっても良い。さらに、この間隙に、小物入れ等の収容装置やエアバッグ装置等を収容する収容部を設けても良い。この場合には、車両用補強構造体に収容されたエアバッグ装置や収容装置によって車両用補強構造体を補強できるため、車両用補強構造体の剛性がさらに向上する。
【００２４】
本発明の車両用補強構造体は、インパネリンホースとして使用することもできるし、インパネリンホースと併用することもできる。すなわち、本発明の車両用補強構造体を配設した車両には、インパネリンホースを配設しても良いし、インパネリンホースを配設しなくても良い。本発明の車両用補強構造体をインパネリンホースと併用する場合には、インパネリンホースとして例えば樹脂製やＦＲＰ製等の軽量かつ比較的剛性に劣るものを用いることができる。本発明の車両用補強構造体は、従来のインパネリンホースと同様に、車両のピラーインナ等に固定すれば良い。また、従来のインパネリンホースと同様に、本発明の車両用補強構造体にはインストルメントパネルやその周辺部材を固定できる。
【００２５】
本発明の車両用補強構造体における複合ダクト部の上面および／または下面には、複数のリブが突設されている。この複数のリブは、格子状に一体化されてリブ部を構成している。各リブ部は、複合ダクト部の上面および／または下面に配置されているため、複合ダクト部の外面に露出している。したがってリブ部は、複合ダクト部の内部（すなわち空調空気の流路）には干渉しない。リブ部は複合ダクト部の上面のみに設けても良いし、下面のみに設けても良いし、上面と下面との両方に設けても良い。また、リブ部を構成するリブ以外のリブを、複合ダクト部に設けても良い。例えば、複合ダクト部の下面にリブ部を設け、側面にリブ部を構成しないリブを設けても良い。何れの場合にも、格子状をなすリブ部によって複合ダクト部が補強され、車両用補強構造体の上下方向、左右方向および前後方向における耐衝撃性が向上する。また、格子状をなすリブ部により、衝撃発生時のエネルギを吸収することもできる。なお、本発明の車両用補強構造体に上述した収容部を設ける場合、収容部の下方および／または上方にもリブ部を配置するのが好ましい。
【００２６】
リブ部は格子状であれば良く、四方格子であっても良いし、六方格子（ハニカム）であっても良い。その他の格子形状であっても良い。リブの個数や間隔は特に限定しない。リブの個数が多ければ車両用補強構造体の剛性が向上する。リブの個数が少なければ車両用補強構造体が軽量化する。したがってリブの個数は車両用補強構造体に要求される剛性や質量に応じて、適宜決定すれば良い。
【００２７】
本発明の車両用補強構造体の剛性を向上させるためには、リブの突出長さ（上下方向の長さ）を大きくするのが好ましい。薄型部の上面および／または下面に突設されているリブ（長リブと呼ぶ）の突出高さは、３０ｍｍ以上であるのが好ましく、５０ｍｍ以上であるのがより好ましい。複合ダクト部のなかで薄型部以外の部分の上面および／または下面に突設されているリブ（短リブと呼ぶ）の突出高さは長リブの突出高さよりも短く、２０ｍｍ以上であるのが好ましく、３０ｍｍ以上であるのがより好ましい。
【００２８】
ところで、空調用ダクトから流出する空調空気の方向や風速は、吹き出し口の形状に依存する傾向がある。以下、センターダクトおよびサイドダクトを総称してダクトと呼ぶ。また、ダクトの任意の流路断面において車幅方向の長さを上下方向の長さで除した値を、この任意の流路断面のアスペクト比と呼ぶ。薄型部のアスペクト比とは、薄型部における任意の流路断面のアスペクト比を指す。また、吹き出し口は流路断面の一つであり、吹き出し口のアスペクト比とは、吹き出し口の車幅方向の長さを吹き出し口の上下方向の長さで除した値である。なお、ここでいう車幅方向、上下方向とは、車両に取り付けたときの各方向を指す。また、ダクトにおける吹き出し口以外の部分をダクト本体と呼ぶ。以下、吹き出し口のアスペクト比が４未満のダクトを厚型ダクトと呼び、吹き出し口のアスペクト比が４以上のダクトを薄型ダクトと呼ぶ。
【００２９】
一般に、厚型ダクトから流出する空調空気は、拡散し難く、かつ、比較的風速が大きい。これに対して、薄型ダクトから流出する空調空気は、エアカーテンのように、吹き出し口の長手方向に拡散し易く、かつ、比較的風速が小さい。本発明の車両用補強構造体におけるサイドダクトは、薄型部を持てば良く、薄型ダクトであっても良いし、厚型ダクトであっても良いが、薄型ダクトであるのが好ましい。サイドダクトは運転席や助手席などの座席の近傍に配設される。このため、サイドダクトが薄型ダクトであれば、風速の大きな空調空気が直接乗員にあたり難くなり、冷暖房時に生じる乗員の不快感を抑制できる。
【００３０】
サイドダクトにおける吹き出し口のアスペクト比と薄型部のアスペクト比とは同じであっても良いし異なっていても良い。また、薄型部のアスペクト比は一定であっても良いし、部分毎に異なっていても良い。さらに、ダクト本体における薄型部以外の部分のアスペクト比は４未満であっても良い。
【００３１】
ダクト本体の一部におけるアスペクト比が４未満であり、かつ、吹き出し口のアスペクト比が４以上である薄型ダクトは、吹き出し口方向に拡径する。この場合、薄型ダクトの内部には、薄型ダクトの内部を流通する空調空気を、吹き出し口における長手方向の端部（車幅方向の端部）に向けて案内する整流部を設けるのが好ましい。整流部を設けることで、薄型ダクト内の空調空気を吹き出し口における車幅方向の端部に分配でき、吹き出し口全体から略均一に流出させ得る。具体的には、図１に示すようにダクト本体３５の軸線Ｌ１と、吹き出し口３４の両端部３７、３８とが大きく離間している場合には、吹き出し口３４における長手方向の両端部３７、３８およびこれに連続する薄型部３９が、ダクト本体３５におけるアスペクト比４未満の部分（薄型部３９以外の部分、一般部３６と呼ぶ）の外側に大きく張り出す。軸線Ｌ１と、吹き出し口３４の一端部３７（または３８）とが大きく離間している場合には、吹き出し口３４における長手方向の一端部３７（または３８）が一般部３６の外側に大きく張り出す。この場合、整流部７のなかで空調空気の下流側に位置する端部（吹き出し口３４側に位置する端部、整流部７の下流端部７１と呼ぶ）は、薄型部３９の内部において、吹き出し口３４のなかで一般部３６の外側に張り出している側の端部（張り出し端部と呼ぶ、図１では左端部３７および右端部３８）に向けて湾曲しているのが好ましい。図１に示すように吹き出し口３４の長手方向の両端部３７、３８が張り出し端部である場合には、整流部７の下流端部７１は、薄型部３９の内部において二股に分岐（７１ａ、７１ｂ）し、各々が別の張り出し端部３７、３８に向けて湾曲しているのが好ましい。整流部７をこのような形状にすることで、吹き出し口３４の張り出し端部３７、３８に空調空気を分配できる。また、整流部７のなかで空調空気の上流側に位置する端部（上流端部７０と呼ぶ）は、一般部３６の内部に配置され、直状をなすのが好ましい。張り出し端部３７、３８を持つダクトにおいては、吹き出し口３４付近における空調空気は一般部の軸線Ｌ１（延長線を含む）側に偏向する。しかし整流部７の上流端部７０を一般部３６の内部に配置し、かつ直状にすることで、偏向する前の空調空気を張り出し端部３７、３８に向けて分配できる。このため、空調空気を効率良く張り出し端部に分配でき、吹き出し口３４の全体から略均一に流出させ得る。
【００３２】
本発明の車両用補強構造体は、その他、デフロスタノズル等を一体化しても良い。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の車両用補強構造体を具体的に説明する。
【００３４】
（実施例１）
実施例１の車両用補強構造体は、右ハンドルの自動車に配設される車両用補強構造体である。実施例１の車両用補強構造体を模式的に表す斜視図を図２に示す。実施例１の車両用補強構造体を模式的に表す上面図を図３に示す。実施例１の車両用補強構造体を模式的に表す断面図を図４、図５に示す。実施例１の車両用補強構造体における運転席側サイドダクトの内部を模式的に表す説明図を図６に示す。なお、図４は実施例１の車両用補強構造体を図３中Ａ−Ａ位置で切断した様子を表す。図５は実施例１の車両用補強構造体を図３中Ｂ−Ｂ位置で切断した様子を表す。以下、本明細書において、上、下、左、右、前、後とは、図２に示す上、下、左、右、前、後を指す。車幅方向とは、図２に示す左右方向を指す。
【００３５】
図２〜図５に示すように、実施例１の車両用補強構造体は複合ダクト部１とリブ部６とを持つ。実施例１の車両用補強構造体はガラス繊維とポリプロピレンとを材料とするＦＲＰ製（密度１．２２ｇ／ｃｍ３）であり、射出成形されたものである。
【００３６】
図２、図３に示すように、複合ダクト部１は、センターダクト２と、運転席側サイドダクト３と、助手席側サイドダクト４と、デフロスタノズル５と、をそれぞれ１つずつ持つ。センターダクト２、運転席側サイドダクト３、助手席側サイドダクト４、およびデフロスタノズル５は、それぞれ筒状をなしている。複合ダクト部１の上側部１０と下側部１１とは別体で成形され、溶着されて一体化されている。複合ダクト部１の上側部１０は、センターダクト２の上壁２０、運転席側サイドダクト３の上壁３０および助手席側サイドダクト４の上壁４０で構成されている。複合ダクト部１の下側部１１は、センターダクト２の下壁２２および側壁２３、運転席側サイドダクト３の下壁３２および側壁３３、助手席側サイドダクト４の下壁（図略）および側壁４３、およびデフロスタノズル５で構成されている。センターダクト２は略前後方向に延びている。運転席側サイドダクト３は略左右方向に延びている。助手席側サイドダクト４は略左右方向に延びている。デフロスタノズル５は略上下方向に延びている。センターダクト２の前端部、運転席側サイドダクト３の左端部、助手席側サイドダクト４の右端部、およびデフロスタノズル５の下端部は、一体化され、図略の車両用空調装置に接続されている。
【００３７】
センターダクト２の吹き出し口２４は、センターダクト２の後端部からなる。運転席側サイドダクト３の吹き出し口３４は、運転席側サイドダクト３の右端部からなる。助手席側サイドダクト４の吹き出し口４４は、助手席側サイドダクト４の左端部からなる。デフロスタノズル５の吹き出し口５４は、デフロスタノズル５の上端部からなる。各吹き出し口２４〜５４は、インストルメントパネル（図略）に形成されている開口部（図略）に取り付けられ、それぞれ車室内に開口する。
【００３８】
センターダクト２の吹き出し口２４の上下方向の長さは５０ｍｍであり、アスペクト比は３である。センターダクト２のダクト本体２５のアスペクト比は１〜４である。運転席側サイドダクト３の薄型部３９の上下方向の長さは１５ｍｍ程度であり、薄型部３９のアスペクト比は１０〜２０である。助手席側サイドダクト４の薄型部４９の上下方向の長さは１５ｍｍ程度であり、薄型部４９のアスペクト比は１０〜２３である。したがって、実施例１の車両用補強構造体における運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４は薄型部３９、４９を持ち、かつ、薄型ダクトである。実施例１の車両用補強構造体における複合ダクト部１の肉厚は約１．６ｍｍである。
【００３９】
複合ダクト部１の下側部１１には、リブ部６が一体成形されている。図３に示すように、リブ部６は四方格子状をなす。詳しくは、リブ部６はセンターダクト２、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の下面に配置され、下方に突出している。リブ部６を構成する各リブ６１の肉厚は約２ｍｍであり、隣接するリブ同士の間隔は約３２ｍｍである。リブ部６のなかで運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の下面に配置されている部分の突出高さＨ１は１００ｍｍである。リブ部６の他の部分の突出高さＨ２は３０ｍｍである。このため、リブ部６のなかで運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の下面に配置されている部分は長リブ６２であり、他の部分は短リブ６３である。
【００４０】
運転席側サイドダクト３は薄型部３９を持つ。このため、図５に示すように、運転席側サイドダクト３の下面には長リブ６２を突設できる。助手席側サイドダクト４もまた薄型部４９を持つ。このため、図示しないが、助手席側サイドダクト４の下面にもまた長リブ６２を突設できる。センターダクト２は薄型部を持たないため、センターダクト２の下面には短リブ６３を突設できる。
【００４１】
なお、センターダクト２と助手席側サイドダクト４との間には、左右方向に延びる間隙が形成されている。この間隙は、助手席側エアバッグを収容する収容部１２を構成している。収容部１２の下方にはリブ部６が延設されている。収容部１２の下方に位置するリブ部６は短リブ６３からなる。収容部１２は、助手席側サイドダクト４の側壁４３、センターダクト２の側壁２３およびリブ部６の上面で区画されている。また、センターダクト２と運転席側サイドダクト３との間には、左右方向に延びる間隙が形成されている。この間隙は、小物入れを収容する収容部１３を構成している。収容部１３の下方にもまたリブ部６が延設されている。収容部１３の下方に位置するリブ部６もまた短リブ６３からなる。収容部１３は、運転席側サイドダクト３の側壁３３、センターダクト２の側壁２３およびリブ部６の上面で区画されている。
【００４２】
図６に示すように、運転席側サイドダクト３の内部には立壁状の整流部７が設けられている。整流部７は運転席側サイドダクト３と一体成形されている。運転席側サイドダクト３は、薄型部３９以外の部分（アスペクト比４未満の部分）である一般部３６を持つ。一般部の軸線Ｌ１（延長線を含む）と吹き出し口３４の左端部とは大きく離間し、吹き出し口３４の左端部、および、これに連続する薄型部３９は、一般部３６の左側に大きく張り出している。吹き出し口３４の左端部を張り出し端部３７と呼ぶ。
【００４３】
整流部７の上流端部７０は一般部３６の内部に配置され、直状に延びている。整流部７の下流端部７１は薄型部３９における吹き出し口３４の近傍に配置され、張り出し端部３７に向けて（すなわち左方向に）湾曲している。整流部７のなかで上流端部７０と下流端部７１との間の部分（整流中間部７２と呼ぶ）は、一般部の軸線Ｌ１にほぼ沿って延びている。また、整流中間部７２のなかで下流端部７１に連続している部分７３は直状に延びている。整流部７の上流端部７０は、運転席側サイドダクト３の内部を流通する空調空気の一部を、偏向する前に、張り出し端部３７に向けて案内する。また直状部分７３は、上流端部７０が案内した空調空気を整流する。下流端部７１は、直状部分７３が整流した空調空気を吹き出し口３４の張り出し端部３７に向けて案内する。このため整流部７は、吹き出し口３４の張り出し端部３７に空調空気を分配できる。
【００４４】
（実施例２）
実施例２の車両用補強構造体は、実施例１の車両用補強構造体の収容部１２に助手席側エアバックのリッド（肉厚約２ｍｍ）を取り付け、かつ、収容部１３に小物入れのリッド（肉厚約２ｍｍ）を取り付けたものである。
【００４５】
（実施例３）
実施例３の車両用補強構造体は、複合ダクト部１の肉厚が約２．０ｍｍであること以外は実施例１の車両用補強構造体と同じものである。
【００４６】
（比較例）
比較例の車両用補強構造体は、インパネリンホース、センターダクト、運転席側サイドダクト、助手席側サイドダクト、およびデフロスタノズルを持つ。インパネリンホースは鉄製であり内径６０ｍｍ、外径６４ｍｍの円筒状をなす。センターダクト、運転席側サイドダクト、助手席側サイドダクト、およびデフロスタノズルは、実施例１の車両用補強構造体と同じＦＲＰ製であり、それぞれ別体で成形され、インパネリンホースに組み付けられている。比較例の車両用補強構造体におけるセンターダクト、運転席側サイドダクト、助手席側サイドダクト、およびデフロスタノズルは、実施例１の車両用補強構造体における各部分とほぼ同形状であるが、比較例の車両用補強構造体はリブ部６を持たない。
【００４７】
（評価試験１）
実施例１〜３の車両用補強構造体および比較例の車両用補強構造体について、剛性および質量を測定した。剛性については、上下方向の剛性撓み、前後方向の剛性撓み、剛性ねじれの３項目を測定した。上下方向の剛性撓みは、車幅方向の両端部を固定した車両用補強構造体の上方から静荷重４６ｋｇｆを加えて、車両用補強構造体の上下方向の変形量（ｍｍ）を測定した。前後方向の剛性撓みは、車幅方向の両端部を固定した車両用補強構造体の前方から静荷重４６ｋｇｆを加えて、車両用補強構造体の前後方向の変形量（ｍｍ）を測定した。剛性ねじれは、車幅方向の一端部を固定した車両用補強構造体の他端部をトルク４６ｋｇ・ｃｍでねじり、車両用補強構造体の最大変形量（ｍｍ）を測定した。上下方向の剛性たわみ、前後方向の剛性撓み、および剛性ねじれについては、変形量が小さいほど剛性に優れる、と判断した。
【００４８】
その結果、比較例の車両用補強構造体の質量は６４２５ｇ、上下方向の剛性撓みは１．１５ｍｍ、前後方向の剛性撓みは１．２３ｍｍ、剛性ねじれは０．１０１ｍｍであった。これに対し、実施例１の車両用補強構造体の質量は３３０１ｇ、上下方向の剛性撓みは０．７３５ｍｍ、前後方向の剛性撓みは０．８６６ｍｍ、剛性ねじれは０．９２９ｍｍであった。実施例２の車両用補強構造体にエアバッグのリッドおよび小物入れのリッドを取り付けたものの質量は３３９５ｇ、上下方向の剛性撓みは０．５１９ｍｍ、前後方向の剛性撓みは０．５２７ｍｍ、剛性ねじれは０．２１７ｍｍであった。実施例３の車両用補強構造体の質量は３７９４ｇ、上下方向の剛性撓みは０．４９ｍｍ、前後方向の剛性撓みは０．２０２ｍｍ、剛性ねじれは０．５８６ｍｍであった。
【００４９】
実施例１〜３の車両用補強構造体は、比較例の車両用補強構造体に比べて非常に軽量である。また、実施例１〜３の車両用補強構造体の剛性は、比較例の車両用補強構造体と同程度であった。特に、上下方向の剛性撓みおよび前後方向の剛性撓みについては、実施例１〜３の車両用補強構造体は比較例の車両用補強構造体よりも優れていた。これは、実施例１〜３の車両用補強構造体が長リブ６２を含む格子状のリブ部６を持つためだと考えられる。また、剛性ねじれについても、実施例１〜３の車両用補強構造体は充分に剛性に優れていたが、収容部１２、収容部１３にエアバッグや小物入れ等を取り付けることでさらに剛性が向上する。
【００５０】
（評価試験２）
実施例１の車両用補強構造体を送風装置（図略）に取り付け、センターダクト２、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の圧損を測定した。実施例１の車両用補強構造体は、直管状の整流用助走ダクト（図略）を介して、送風装置に取り付けた。送風装置から空気流量１２０ｍ３／時間で車両用補強構造体に送風した。送風装置で送風した風量と、各吹き出し口２４、３４、４４における風量（実測値）との差を基に、各ダクトの圧力損失を算出した。その結果、センターダクト２の圧力損失は２７．４Ｐａ、運転席側サイドダクト３の圧力損失は７７．４Ｐａ、助手席側サイドダクト４の圧力損失は８０．４Ｐａであり、厚型ダクトであるセンターダクト２についても、薄型部を持ちかつ薄型ダクトである運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４についても、圧力損失は充分に小さかった。
【００５１】
（評価試験３）
評価試験２と同様に、実施例１の車両用補強構造体を送風装置（図略）に取り付け、センターダクト２、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の騒音を測定した。送風装置から空気流量１２０ｍ３／時間で車両用補強構造体に送風した。吹き出し口２４、３４、４４の近傍に騒音測定用のマイクを取り付け、各吹き出し口２４、３４、４４における騒音を測定した。その結果、センターダクト２の騒音は３２．８ｄＢ、運転席側サイドダクト３の騒音は４７．６ｄＢ、助手席側サイドダクト４の騒音は４８ｄＢであり、厚型ダクトであるセンターダクト２についても、薄型部を持ちかつ薄型ダクトである運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４についても、騒音は充分に小さかった。
【００５２】
（評価試験４）
実施例１の車両用補強構造体を評価試験３と同様に送風装置に取り付け、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４から流出する空気の風速を測定した。送風装置から空気流量１２０ｍ３／時間で車両用補強構造体に送風した。運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の各吹き出し口３４、４４に各々風速計を取り付け、吹き出し口３４、４４における風速を測定した。詳しくは、運転席側サイドダクト３の吹き出し口３４については、車幅方向の１８箇所（２０ｍｍ間隔）に風速計を配置した。助手席側サイドダクト４の吹き出し口４４には、車幅方向の１４箇所（２０ｍｍ間隔）に風速計を配置した。その結果、何れの測定値も風速５〜１０ｍ／時間の範囲内であり、実施例１の車両用補強構造体における運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４は、吹き出し口３４、４４の全体から略均一に空気を流出させ得ることがわかった。
【符号の説明】
【００５３】
１：複合ダクト部 ２：センターダクト
３：運転席側サイドダクト ４：助手席側サイドダクト
６：リブ部 ２４：センターダクトの吹き出し口
３４：運転席側サイドダクトの吹き出し口 ３９：運転席側サイドダクトの薄型部
４４：助手席側サイドダクトの吹き出し口 ４９：助手席側サイドダクトの薄型部
６１：リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インストルメントパネルの裏側に配設される車両用補強構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
インストルメントパネルの裏側には、インパネリンホースや空調用ダクト等の部材が配設される。このうちインパネリンホースは車両の前部構造を補強する補強部材である。インパネリンホースには、インストルメントパネルやその周辺部品（空調用ダクト、ステアリングコラム等）が固定される。このためインパネリンホースには比較的高い剛性が要求される。一般には、インパネリンホースの材料として鉄等の比較的剛性の高い金属材料を採用することで、インパネリンホースの剛性を高めている。
【０００３】
ところで、近年では、車両全体を軽量化する目的で、種々の部材を軽量化することが求められている。インパネリンホースを軽量化する方法としては、インパネリンホースを樹脂材料で形成する方法が考えられる。しかしインパネリンホースを単に樹脂製にするだけでは、インパネリンホースの剛性が不足する問題があった。
【０００４】
特許文献１には、インパネリンホース（クロスビーム）をインストルメントパネル（中間パネル）および空調用ダクトと一体化した車両用補強構造体が提案されている。また引用文献１には、この車両用補強構造体の材料として樹脂材料の一種であるＦＲＰを選択できる旨が記載されている。しかしこの場合には車両用補強構造体が大型化し、車両に対する組み付け性に劣る問題があった。また、インパネリンホース、インストルメントパネルおよび空調用ダクトを単に一体化しただけの車両用補強構造体は、さほど軽量化できない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０４０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量でありかつ車両の前部構造を補強できる程度の剛性を持つ車両用補強構造体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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の車両用補強構造体は、樹脂材料製でありインストルメントパネルの裏側に配置される車両用補強構造体であって、
筒状をなす二つのサイドダクトと、筒状をなし二つの該サイドダクトの間に配置されているセンターダクトと、が一体化されてなり、空調装置に接続される複合ダクト部と、
該複合ダクト部の上面および／または下面に突設されている複数のリブが格子状に一体化されてなるリブ部と、を持ち、
二つの該サイドダクトは、流路断面の車幅方向の長さを上下方向の長さで除した値が４以上となる薄型部を持ち、
該リブ部は少なくとも該薄型部の上面および／または下面に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両用補強構造体は、下記の（１）または（２）を備えるのが好ましく、（１）および（２）を備えるのがより好ましい。
【０００９】
（１）前記薄型部の上下方向の長さは２０ｍｍ以下である。
【００１０】
（２）前記センターダクトおよび前記サイドダクトの少なくとも一部は一体成形されている。
【発明の効果】
【００１１】
一般的な空調用ダクトはセンターダクトおよびサイドダクトを持つ。センターダクトは、車両前部において車幅方向の略中央に配置される部材である。サイドダクトは車両前部において車幅方向の端側に配置される部材である。一般的には、センターダクトとサイドダクトとは別体であり、それぞれ車両用空調装置に接続される。本発明の車両用補強構造体は、従来別体であったセンターダクトとサイドダクトとを一体化して複合ダクト部とし、かつ、複合ダクト部の外面に格子状のリブ部を設けたものである。
【００１２】
本発明の車両用補強構造体における複合ダクト部は、センターダクトとサイドダクトとが一体化されたことで剛性に優れる。
【００１３】
また、本発明の車両用補強構造体は、格子状をなすリブ部によって補強されていることによっても、剛性に優れる。
【００１４】
さらに、二つのサイドダクトに薄型部を設けたことで、少なくともこの薄型部の上面および／または下面に配置されているリブ部の突出高さを大きくでき、リブ部の剛性をさらに高めることができる。その結果、本発明の車両用補強構造体の剛性はさらに向上する。また、薄型部は二つのサイドダクト両方に設けられるため、本発明の車両用補強構造体における二つのサイドダクトにはリブ部が設けられている。このため、本発明の車両用補強構造体は、長手方向の２端部（換言すると、本発明の車両用補強構造体における車幅方向の２端部）の剛性に優れ、全体の剛性にも優れる。
【００１５】
本発明の車両用補強構造体は、剛性に優れるため、インパネリンホースに要求される剛性の一部または全部を担うことができる。このため、本発明の車両用補強構造体を配設した車両においては、インパネリンホースが不要になるか、または、剛性に劣るインパネリンホースに不足する剛性を本発明の車両用補強構造体で補うことができる。さらに、本発明の補強構造体は樹脂材料製であるために軽量である。
【００１６】
なお、本発明の車両用補強構造体はインストルメントパネルを含まないため、比較的小型であり、車両に対する組み付け性に優れる。
【００１７】
上記（１）を備える本発明の車両用補強構造体は、薄型部の上下方向の長さが充分に小さいために、薄型部の上面および／または下面に突出高さの大きなリブ部を配置できる。
【００１８】
上記（２）を備える本発明の車両用補強構造体は、センターダクトおよびサイドダクトの少なくとも一部を一体成形したことで、さらに剛性に優れ、かつ軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の車両用補強構造体における薄型部の内部の一例を模式的に表す説明図である。
【図２】実施例の車両用補強構造体を模式的に表す斜視図である。
【図３】実施例の車両用補強構造体を模式的に表す上面図である。
【図４】実施例の車両用補強構造体を図３中Ａ−Ａ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。
【図５】実施例の車両用補強構造体を図３中Ｂ−Ｂ位置で切断した様子を模式的に表す断面図である。
【図６】実施例の車両用補強構造体における運転席側サイドダクトの内部を模式的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の車両用補強構造体は樹脂材料製である。樹脂材料としては、例えば、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）、ガラス入りポリプロピレン等の比較的剛性に優れる材料を用いるのが好ましい。特にＦＲＰは剛性に優れるために好ましく使用できる。ＦＲＰ用の繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維等の高剛性繊維を用いるのが好ましい。なおＦＲＰ用の繊維として繊維長１〜２ｍｍ程度の短繊維を用いれば、ＦＲＰ製の車両用補強構造体を射出成形法や射出プレス成形法により容易に製造できる。
【００２１】
本発明の車両用補強構造体は、センターダクトを挟んで配置される二つのサイドダクトを持てば良い。一方のサイドダクトは、車両の運転席側に配置される運転席側サイドダクトであり、他方のサイドダクトは車両の助手席側に配置される助手席側サイドダクトである。本発明の車両用補強構造体は、二つのサイドダクトを持つために、車幅方向のほぼ全体にわたって配設される。このため、車両用補強構造体によって車両前部を車幅方向のほぼ全体にわたって補強でき、インパネリンホースを設けない場合や、比較的強度に劣るインパネリンホースを設けた場合にも、車両前部を充分に補強できる。なお、本発明の車両用補強構造体は、二つのサイドダクト以外のサイドダクトやセンターダクトを持っても良い。
【００２２】
本発明の車両用補強構造体において、センターダクトやサイドダクトの形状は特に限定されない。例えばセンターダクトやサイドダクトは直筒状であっても良いし湾曲筒状であっても良い。また、センターダクトやサイドダクトは断面矩形状であっても良いし、断面円形状、断面楕円形状等の他の形状であっても良い。センターダクトやサイドダクトにおける吹き出し口もまた同様である。
【００２３】
複合ダクト部を構成するセンターダクトと二つのサイドダクトとは、一体化していれば良く、その内部は連通していても良いし連通していなくても良い。また、センターダクトとサイドダクトとの間には、部分的な間隙があっても良い。さらに、この間隙に、小物入れ等の収容装置やエアバッグ装置等を収容する収容部を設けても良い。この場合には、車両用補強構造体に収容されたエアバッグ装置や収容装置によって車両用補強構造体を補強できるため、車両用補強構造体の剛性がさらに向上する。
【００２４】
本発明の車両用補強構造体は、インパネリンホースとして使用することもできるし、インパネリンホースと併用することもできる。すなわち、本発明の車両用補強構造体を配設した車両には、インパネリンホースを配設しても良いし、インパネリンホースを配設しなくても良い。本発明の車両用補強構造体をインパネリンホースと併用する場合には、インパネリンホースとして例えば樹脂製やＦＲＰ製等の軽量かつ比較的剛性に劣るものを用いることができる。本発明の車両用補強構造体は、従来のインパネリンホースと同様に、車両のピラーインナ等に固定すれば良い。また、従来のインパネリンホースと同様に、本発明の車両用補強構造体にはインストルメントパネルやその周辺部材を固定できる。
【００２５】
本発明の車両用補強構造体における複合ダクト部の上面および／または下面には、複数のリブが突設されている。この複数のリブは、格子状に一体化されてリブ部を構成している。各リブ部は、複合ダクト部の上面および／または下面に配置されているため、複合ダクト部の外面に露出している。したがってリブ部は、複合ダクト部の内部（すなわち空調空気の流路）には干渉しない。リブ部は複合ダクト部の上面のみに設けても良いし、下面のみに設けても良いし、上面と下面との両方に設けても良い。また、リブ部を構成するリブ以外のリブを、複合ダクト部に設けても良い。例えば、複合ダクト部の下面にリブ部を設け、側面にリブ部を構成しないリブを設けても良い。何れの場合にも、格子状をなすリブ部によって複合ダクト部が補強され、車両用補強構造体の上下方向、左右方向および前後方向における耐衝撃性が向上する。また、格子状をなすリブ部により、衝撃発生時のエネルギを吸収することもできる。なお、本発明の車両用補強構造体に上述した収容部を設ける場合、収容部の下方および／または上方にもリブ部を配置するのが好ましい。
【００２６】
リブ部は格子状であれば良く、四方格子であっても良いし、六方格子（ハニカム）であっても良い。その他の格子形状であっても良い。リブの個数や間隔は特に限定しない。リブの個数が多ければ車両用補強構造体の剛性が向上する。リブの個数が少なければ車両用補強構造体が軽量化する。したがってリブの個数は車両用補強構造体に要求される剛性や質量に応じて、適宜決定すれば良い。
【００２７】
本発明の車両用補強構造体の剛性を向上させるためには、リブの突出長さ（上下方向の長さ）を大きくするのが好ましい。薄型部の上面および／または下面に突設されているリブ（長リブと呼ぶ）の突出高さは、３０ｍｍ以上であるのが好ましく、５０ｍｍ以上であるのがより好ましい。複合ダクト部のなかで薄型部以外の部分の上面および／または下面に突設されているリブ（短リブと呼ぶ）の突出高さは長リブの突出高さよりも短く、２０ｍｍ以上であるのが好ましく、３０ｍｍ以上であるのがより好ましい。
【００２８】
ところで、空調用ダクトから流出する空調空気の方向や風速は、吹き出し口の形状に依存する傾向がある。以下、センターダクトおよびサイドダクトを総称してダクトと呼ぶ。また、ダクトの任意の流路断面において車幅方向の長さを上下方向の長さで除した値を、この任意の流路断面のアスペクト比と呼ぶ。薄型部のアスペクト比とは、薄型部における任意の流路断面のアスペクト比を指す。また、吹き出し口は流路断面の一つであり、吹き出し口のアスペクト比とは、吹き出し口の車幅方向の長さを吹き出し口の上下方向の長さで除した値である。なお、ここでいう車幅方向、上下方向とは、車両に取り付けたときの各方向を指す。また、ダクトにおける吹き出し口以外の部分をダクト本体と呼ぶ。以下、吹き出し口のアスペクト比が４未満のダクトを厚型ダクトと呼び、吹き出し口のアスペクト比が４以上のダクトを薄型ダクトと呼ぶ。
【００２９】
一般に、厚型ダクトから流出する空調空気は、拡散し難く、かつ、比較的風速が大きい。これに対して、薄型ダクトから流出する空調空気は、エアカーテンのように、吹き出し口の長手方向に拡散し易く、かつ、比較的風速が小さい。本発明の車両用補強構造体におけるサイドダクトは、薄型部を持てば良く、薄型ダクトであっても良いし、厚型ダクトであっても良いが、薄型ダクトであるのが好ましい。サイドダクトは運転席や助手席などの座席の近傍に配設される。このため、サイドダクトが薄型ダクトであれば、風速の大きな空調空気が直接乗員にあたり難くなり、冷暖房時に生じる乗員の不快感を抑制できる。
【００３０】
サイドダクトにおける吹き出し口のアスペクト比と薄型部のアスペクト比とは同じであっても良いし異なっていても良い。また、薄型部のアスペクト比は一定であっても良いし、部分毎に異なっていても良い。さらに、ダクト本体における薄型部以外の部分のアスペクト比は４未満であっても良い。
【００３１】
ダクト本体の一部におけるアスペクト比が４未満であり、かつ、吹き出し口のアスペクト比が４以上である薄型ダクトは、吹き出し口方向に拡径する。この場合、薄型ダクトの内部には、薄型ダクトの内部を流通する空調空気を、吹き出し口における長手方向の端部（車幅方向の端部）に向けて案内する整流部を設けるのが好ましい。整流部を設けることで、薄型ダクト内の空調空気を吹き出し口における車幅方向の端部に分配でき、吹き出し口全体から略均一に流出させ得る。具体的には、図１に示すようにダクト本体３５の軸線Ｌ１と、吹き出し口３４の両端部３７、３８とが大きく離間している場合には、吹き出し口３４における長手方向の両端部３７、３８およびこれに連続する薄型部３９が、ダクト本体３５におけるアスペクト比４未満の部分（薄型部３９以外の部分、一般部３６と呼ぶ）の外側に大きく張り出す。軸線Ｌ１と、吹き出し口３４の一端部３７（または３８）とが大きく離間している場合には、吹き出し口３４における長手方向の一端部３７（または３８）が一般部３６の外側に大きく張り出す。この場合、整流部７のなかで空調空気の下流側に位置する端部（吹き出し口３４側に位置する端部、整流部７の下流端部７１と呼ぶ）は、薄型部３９の内部において、吹き出し口３４のなかで一般部３６の外側に張り出している側の端部（張り出し端部と呼ぶ、図１では左端部３７および右端部３８）に向けて湾曲しているのが好ましい。図１に示すように吹き出し口３４の長手方向の両端部３７、３８が張り出し端部である場合には、整流部７の下流端部７１は、薄型部３９の内部において二股に分岐（７１ａ、７１ｂ）し、各々が別の張り出し端部３７、３８に向けて湾曲しているのが好ましい。整流部７をこのような形状にすることで、吹き出し口３４の張り出し端部３７、３８に空調空気を分配できる。また、整流部７のなかで空調空気の上流側に位置する端部（上流端部７０と呼ぶ）は、一般部３６の内部に配置され、直状をなすのが好ましい。張り出し端部３７、３８を持つダクトにおいては、吹き出し口３４付近における空調空気は一般部の軸線Ｌ１（延長線を含む）側に偏向する。しかし整流部７の上流端部７０を一般部３６の内部に配置し、かつ直状にすることで、偏向する前の空調空気を張り出し端部３７、３８に向けて分配できる。このため、空調空気を効率良く張り出し端部に分配でき、吹き出し口３４の全体から略均一に流出させ得る。
【００３２】
本発明の車両用補強構造体は、その他、デフロスタノズル等を一体化しても良い。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の車両用補強構造体を具体的に説明する。
【００３４】
（実施例１）
実施例１の車両用補強構造体は、右ハンドルの自動車に配設される車両用補強構造体である。実施例１の車両用補強構造体を模式的に表す斜視図を図２に示す。実施例１の車両用補強構造体を模式的に表す上面図を図３に示す。実施例１の車両用補強構造体を模式的に表す断面図を図４、図５に示す。実施例１の車両用補強構造体における運転席側サイドダクトの内部を模式的に表す説明図を図６に示す。なお、図４は実施例１の車両用補強構造体を図３中Ａ−Ａ位置で切断した様子を表す。図５は実施例１の車両用補強構造体を図３中Ｂ−Ｂ位置で切断した様子を表す。以下、本明細書において、上、下、左、右、前、後とは、図２に示す上、下、左、右、前、後を指す。車幅方向とは、図２に示す左右方向を指す。
【００３５】
図２〜図５に示すように、実施例１の車両用補強構造体は複合ダクト部１とリブ部６とを持つ。実施例１の車両用補強構造体はガラス繊維とポリプロピレンとを材料とするＦＲＰ製（密度１．２２ｇ／ｃｍ３）であり、射出成形されたものである。
【００３６】
図２、図３に示すように、複合ダクト部１は、センターダクト２と、運転席側サイドダクト３と、助手席側サイドダクト４と、デフロスタノズル５と、をそれぞれ１つずつ持つ。センターダクト２、運転席側サイドダクト３、助手席側サイドダクト４、およびデフロスタノズル５は、それぞれ筒状をなしている。複合ダクト部１の上側部１０と下側部１１とは別体で成形され、溶着されて一体化されている。複合ダクト部１の上側部１０は、センターダクト２の上壁２０、運転席側サイドダクト３の上壁３０および助手席側サイドダクト４の上壁４０で構成されている。複合ダクト部１の下側部１１は、センターダクト２の下壁２２および側壁２３、運転席側サイドダクト３の下壁３２および側壁３３、助手席側サイドダクト４の下壁（図略）および側壁４３、およびデフロスタノズル５で構成されている。センターダクト２は略前後方向に延びている。運転席側サイドダクト３は略左右方向に延びている。助手席側サイドダクト４は略左右方向に延びている。デフロスタノズル５は略上下方向に延びている。センターダクト２の前端部、運転席側サイドダクト３の左端部、助手席側サイドダクト４の右端部、およびデフロスタノズル５の下端部は、一体化され、図略の車両用空調装置に接続されている。
【００３７】
センターダクト２の吹き出し口２４は、センターダクト２の後端部からなる。運転席側サイドダクト３の吹き出し口３４は、運転席側サイドダクト３の右端部からなる。助手席側サイドダクト４の吹き出し口４４は、助手席側サイドダクト４の左端部からなる。デフロスタノズル５の吹き出し口５４は、デフロスタノズル５の上端部からなる。各吹き出し口２４〜５４は、インストルメントパネル（図略）に形成されている開口部（図略）に取り付けられ、それぞれ車室内に開口する。
【００３８】
センターダクト２の吹き出し口２４の上下方向の長さは５０ｍｍであり、アスペクト比は３である。センターダクト２のダクト本体２５のアスペクト比は１〜４である。運転席側サイドダクト３の薄型部３９の上下方向の長さは１５ｍｍ程度であり、薄型部３９のアスペクト比は１０〜２０である。助手席側サイドダクト４の薄型部４９の上下方向の長さは１５ｍｍ程度であり、薄型部４９のアスペクト比は１０〜２３である。したがって、実施例１の車両用補強構造体における運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４は薄型部３９、４９を持ち、かつ、薄型ダクトである。実施例１の車両用補強構造体における複合ダクト部１の肉厚は約１．６ｍｍである。
【００３９】
複合ダクト部１の下側部１１には、リブ部６が一体成形されている。図３に示すように、リブ部６は四方格子状をなす。詳しくは、リブ部６はセンターダクト２、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の下面に配置され、下方に突出している。リブ部６を構成する各リブ６１の肉厚は約２ｍｍであり、隣接するリブ同士の間隔は約３２ｍｍである。リブ部６のなかで運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の下面に配置されている部分の突出高さＨ１は１００ｍｍである。リブ部６の他の部分の突出高さＨ２は３０ｍｍである。このため、リブ部６のなかで運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の下面に配置されている部分は長リブ６２であり、他の部分は短リブ６３である。
【００４０】
運転席側サイドダクト３は薄型部３９を持つ。このため、図５に示すように、運転席側サイドダクト３の下面には長リブ６２を突設できる。助手席側サイドダクト４もまた薄型部４９を持つ。このため、図示しないが、助手席側サイドダクト４の下面にもまた長リブ６２を突設できる。センターダクト２は薄型部を持たないため、センターダクト２の下面には短リブ６３を突設できる。
【００４１】
なお、センターダクト２と助手席側サイドダクト４との間には、左右方向に延びる間隙が形成されている。この間隙は、助手席側エアバッグを収容する収容部１２を構成している。収容部１２の下方にはリブ部６が延設されている。収容部１２の下方に位置するリブ部６は短リブ６３からなる。収容部１２は、助手席側サイドダクト４の側壁４３、センターダクト２の側壁２３およびリブ部６の上面で区画されている。また、センターダクト２と運転席側サイドダクト３との間には、左右方向に延びる間隙が形成されている。この間隙は、小物入れを収容する収容部１３を構成している。収容部１３の下方にもまたリブ部６が延設されている。収容部１３の下方に位置するリブ部６もまた短リブ６３からなる。収容部１３は、運転席側サイドダクト３の側壁３３、センターダクト２の側壁２３およびリブ部６の上面で区画されている。
【００４２】
図６に示すように、運転席側サイドダクト３の内部には立壁状の整流部７が設けられている。整流部７は運転席側サイドダクト３と一体成形されている。運転席側サイドダクト３は、薄型部３９以外の部分（アスペクト比４未満の部分）である一般部３６を持つ。一般部の軸線Ｌ１（延長線を含む）と吹き出し口３４の左端部とは大きく離間し、吹き出し口３４の左端部、および、これに連続する薄型部３９は、一般部３６の左側に大きく張り出している。吹き出し口３４の左端部を張り出し端部３７と呼ぶ。
【００４３】
整流部７の上流端部７０は一般部３６の内部に配置され、直状に延びている。整流部７の下流端部７１は薄型部３９における吹き出し口３４の近傍に配置され、張り出し端部３７に向けて（すなわち左方向に）湾曲している。整流部７のなかで上流端部７０と下流端部７１との間の部分（整流中間部７２と呼ぶ）は、一般部の軸線Ｌ１にほぼ沿って延びている。また、整流中間部７２のなかで下流端部７１に連続している部分７３は直状に延びている。整流部７の上流端部７０は、運転席側サイドダクト３の内部を流通する空調空気の一部を、偏向する前に、張り出し端部３７に向けて案内する。また直状部分７３は、上流端部７０が案内した空調空気を整流する。下流端部７１は、直状部分７３が整流した空調空気を吹き出し口３４の張り出し端部３７に向けて案内する。このため整流部７は、吹き出し口３４の張り出し端部３７に空調空気を分配できる。
【００４４】
（実施例２）
実施例２の車両用補強構造体は、実施例１の車両用補強構造体の収容部１２に助手席側エアバックのリッド（肉厚約２ｍｍ）を取り付け、かつ、収容部１３に小物入れのリッド（肉厚約２ｍｍ）を取り付けたものである。
【００４５】
（実施例３）
実施例３の車両用補強構造体は、複合ダクト部１の肉厚が約２．０ｍｍであること以外は実施例１の車両用補強構造体と同じものである。
【００４６】
（比較例）
比較例の車両用補強構造体は、インパネリンホース、センターダクト、運転席側サイドダクト、助手席側サイドダクト、およびデフロスタノズルを持つ。インパネリンホースは鉄製であり内径６０ｍｍ、外径６４ｍｍの円筒状をなす。センターダクト、運転席側サイドダクト、助手席側サイドダクト、およびデフロスタノズルは、実施例１の車両用補強構造体と同じＦＲＰ製であり、それぞれ別体で成形され、インパネリンホースに組み付けられている。比較例の車両用補強構造体におけるセンターダクト、運転席側サイドダクト、助手席側サイドダクト、およびデフロスタノズルは、実施例１の車両用補強構造体における各部分とほぼ同形状であるが、比較例の車両用補強構造体はリブ部６を持たない。
【００４７】
（評価試験１）
実施例１〜３の車両用補強構造体および比較例の車両用補強構造体について、剛性および質量を測定した。剛性については、上下方向の剛性撓み、前後方向の剛性撓み、剛性ねじれの３項目を測定した。上下方向の剛性撓みは、車幅方向の両端部を固定した車両用補強構造体の上方から静荷重４６ｋｇｆを加えて、車両用補強構造体の上下方向の変形量（ｍｍ）を測定した。前後方向の剛性撓みは、車幅方向の両端部を固定した車両用補強構造体の前方から静荷重４６ｋｇｆを加えて、車両用補強構造体の前後方向の変形量（ｍｍ）を測定した。剛性ねじれは、車幅方向の一端部を固定した車両用補強構造体の他端部をトルク４６ｋｇ・ｃｍでねじり、車両用補強構造体の最大変形量（ｍｍ）を測定した。上下方向の剛性たわみ、前後方向の剛性撓み、および剛性ねじれについては、変形量が小さいほど剛性に優れる、と判断した。
【００４８】
その結果、比較例の車両用補強構造体の質量は６４２５ｇ、上下方向の剛性撓みは１．１５ｍｍ、前後方向の剛性撓みは１．２３ｍｍ、剛性ねじれは０．１０１ｍｍであった。これに対し、実施例１の車両用補強構造体の質量は３３０１ｇ、上下方向の剛性撓みは０．７３５ｍｍ、前後方向の剛性撓みは０．８６６ｍｍ、剛性ねじれは０．９２９ｍｍであった。実施例２の車両用補強構造体にエアバッグのリッドおよび小物入れのリッドを取り付けたものの質量は３３９５ｇ、上下方向の剛性撓みは０．５１９ｍｍ、前後方向の剛性撓みは０．５２７ｍｍ、剛性ねじれは０．２１７ｍｍであった。実施例３の車両用補強構造体の質量は３７９４ｇ、上下方向の剛性撓みは０．４９ｍｍ、前後方向の剛性撓みは０．２０２ｍｍ、剛性ねじれは０．５８６ｍｍであった。
【００４９】
実施例１〜３の車両用補強構造体は、比較例の車両用補強構造体に比べて非常に軽量である。また、実施例１〜３の車両用補強構造体の剛性は、比較例の車両用補強構造体と同程度であった。特に、上下方向の剛性撓みおよび前後方向の剛性撓みについては、実施例１〜３の車両用補強構造体は比較例の車両用補強構造体よりも優れていた。これは、実施例１〜３の車両用補強構造体が長リブ６２を含む格子状のリブ部６を持つためだと考えられる。また、剛性ねじれについても、実施例１〜３の車両用補強構造体は充分に剛性に優れていたが、収容部１２、収容部１３にエアバッグや小物入れ等を取り付けることでさらに剛性が向上する。
【００５０】
（評価試験２）
実施例１の車両用補強構造体を送風装置（図略）に取り付け、センターダクト２、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の圧損を測定した。実施例１の車両用補強構造体は、直管状の整流用助走ダクト（図略）を介して、送風装置に取り付けた。送風装置から空気流量１２０ｍ３／時間で車両用補強構造体に送風した。送風装置で送風した風量と、各吹き出し口２４、３４、４４における風量（実測値）との差を基に、各ダクトの圧力損失を算出した。その結果、センターダクト２の圧力損失は２７．４Ｐａ、運転席側サイドダクト３の圧力損失は７７．４Ｐａ、助手席側サイドダクト４の圧力損失は８０．４Ｐａであり、厚型ダクトであるセンターダクト２についても、薄型部を持ちかつ薄型ダクトである運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４についても、圧力損失は充分に小さかった。
【００５１】
（評価試験３）
評価試験２と同様に、実施例１の車両用補強構造体を送風装置（図略）に取り付け、センターダクト２、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の騒音を測定した。送風装置から空気流量１２０ｍ３／時間で車両用補強構造体に送風した。吹き出し口２４、３４、４４の近傍に騒音測定用のマイクを取り付け、各吹き出し口２４、３４、４４における騒音を測定した。その結果、センターダクト２の騒音は３２．８ｄＢ、運転席側サイドダクト３の騒音は４７．６ｄＢ、助手席側サイドダクト４の騒音は４８ｄＢであり、厚型ダクトであるセンターダクト２についても、薄型部を持ちかつ薄型ダクトである運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４についても、騒音は充分に小さかった。
【００５２】
（評価試験４）
実施例１の車両用補強構造体を評価試験３と同様に送風装置に取り付け、運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４から流出する空気の風速を測定した。送風装置から空気流量１２０ｍ３／時間で車両用補強構造体に送風した。運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４の各吹き出し口３４、４４に各々風速計を取り付け、吹き出し口３４、４４における風速を測定した。詳しくは、運転席側サイドダクト３の吹き出し口３４については、車幅方向の１８箇所（２０ｍｍ間隔）に風速計を配置した。助手席側サイドダクト４の吹き出し口４４には、車幅方向の１４箇所（２０ｍｍ間隔）に風速計を配置した。その結果、何れの測定値も風速５〜１０ｍ／時間の範囲内であり、実施例１の車両用補強構造体における運転席側サイドダクト３および助手席側サイドダクト４は、吹き出し口３４、４４の全体から略均一に空気を流出させ得ることがわかった。
【符号の説明】
【００５３】
１：複合ダクト部 ２：センターダクト
３：運転席側サイドダクト ４：助手席側サイドダクト
６：リブ部 ２４：センターダクトの吹き出し口
３４：運転席側サイドダクトの吹き出し口 ３９：運転席側サイドダクトの薄型部
４４：助手席側サイドダクトの吹き出し口 ４９：助手席側サイドダクトの薄型部
６１：リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料製でありインストルメントパネルの裏側に配置される車両用補強構造体であって、
筒状をなす二つのサイドダクトと、筒状をなし二つの該サイドダクトの間に配置されているセンターダクトと、が一体化されてなり、空調装置に接続される複合ダクト部と、
該複合ダクト部の上面および／または下面に突設されている複数のリブが格子状に一体化されてなるリブ部と、を持ち、
二つの該サイドダクトは、流路断面の車幅方向の長さを上下方向の長さで除した値が４以上となる薄型部を持ち、
該リブ部は少なくとも該薄型部の上面および／または下面に配置されていることを特徴とする車両用補強構造体。
【請求項２】
前記薄型部の上下方向の長さは２０ｍｍ以下である請求項１に記載の車両用補強構造体。
【請求項３】
前記センターダクトおよび前記サイドダクトの少なくとも一部は一体成形されている請求項１または請求項２に記載の車両用補強構造体。
【請求項１】
樹脂材料製でありインストルメントパネルの裏側に配置される車両用補強構造体であって、
筒状をなす二つのサイドダクトと、筒状をなし二つの該サイドダクトの間に配置されているセンターダクトと、が一体化されてなり、空調装置に接続される複合ダクト部と、
該複合ダクト部の上面および／または下面に突設されている複数のリブが格子状に一体化されてなるリブ部と、を持ち、
二つの該サイドダクトは、流路断面の車幅方向の長さを上下方向の長さで除した値が４以上となる薄型部を持ち、
該リブ部は少なくとも該薄型部の上面および／または下面に配置されていることを特徴とする車両用補強構造体。
【請求項２】
前記薄型部の上下方向の長さは２０ｍｍ以下である請求項１に記載の車両用補強構造体。
【請求項３】
前記センターダクトおよび前記サイドダクトの少なくとも一部は一体成形されている請求項１または請求項２に記載の車両用補強構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２０７３４２（Ｐ２０１１−２０７３４２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７０２８（Ｐ２０１０−７７０２８）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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