JP3632903B2

JP3632903B2 - 車両の前部車体構造

Info

Publication number: JP3632903B2
Application number: JP2000145365A
Authority: JP
Inventors: 文夫岡那; 隼次原崎
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: DE60120041D1; EP1155943A1; US6561563B2; DE60120041T2; EP1155943B1; JP2001322563A; CN1323716A; CN1230336C; KR20010106242A; US20020050726A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部車体構造に関し、例えば代表的な車両である自動車の車室前部の車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、所謂ハイドロフォームによる金属部材の成型方法が自動車の分野において各種提案されており、この技術を利用した部材の成型方法としては、例えば、ハイドロフォームにより形成されたレインフォースメントを、車体のピラー内部に接合する技術が特開平１０−２１８０１７号に提案されている。また、特開平１１−２３５９６３号には、ハイドロフォームにより形成されたレインフォースメントを、車体のサイドフレーム内部に接合する技術が提案されており、この他にも、ハイドロフォームによって車体各部の金属部材が成型されつつある。
【０００３】
ハイドロフォームは、金型に入れた高張力鋼管の内部に液体（油や水等）を満たし、その状態において液体に加える圧力を高めることにより、高張力鋼管を所望の形状に成型する（膨らませる）手法であり、係る手法によれば、鋼板をプレスした複数の部材を溶接することによって所望の部材形状を得る従来の手法よりも軽量且つ高剛性の部材を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、代表的な車両である自動車の車室前方のカウル部分は、車体剛性に寄与すると共に、微妙な調整や支持精度が要求されるステアリングシャフトやエアバック等が取り付けられる安全上重要な構造部分であるが、構成する部品点数が多く、形状も複雑であるため、組み立てや設計にも制約が多い。このため、カウル部分にもハイドロフォームを適用することにより、部品点数の削減や組み立ての簡素化が望まれるが、上記のように、車体剛性及び安全上の観点からも重要な構造部分であるため、確かな技術が要求される。
【０００５】
そこで本発明は、軽量で車体剛性に優れる車両の前部車体構造の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の前部車体構造は、以下の構成を特徴とする。
【０００７】
即ち、車室とその外部とを仕切るダッシュパネル、そのダッシュパネルまたはその近傍に接合されると共に車幅方向に延びるダッシュパネルメンバ、並びに該ダッシュパネル近傍において車幅方向に延びると共に両端が車体のサイドパネルに支持されるインパネメンバとを備える車両の前部車体構造であって、前記ダッシュパネルメンバは一体成形品の管状部材により構成されており、その管状部材の両端が、前記サイドパネルにおいてドア開口部に沿って車両下方向に延設されると共に当該サイドパネルと前記車体のサイドシルとに接合され、前記ダッシュパネルが板状部材からなり、更に、前記ダッシュパネルメンバに接合されたカウル部材を備え、前記カウル部材は、前記ダッシュパネルメンバに接合されるカウルアッパーと、前記カウルアッパーに接合されるカウルロアーと、から構成され、前記カウルアッパーと前記カウルロアーとは、前記カウルアッパーと前記カウルロアーとにより、又は、前記カウルアッパーと前記カウルロアーと前記ダッシュパネルとにより、略閉断面を構成するように曲折されていることを特徴とする。
【０００８】
好適な実施形態において、前記インパネメンバは、一体成形品の管状部材により構成されており、その管状部材は、その両端が前記サイドパネル近傍において前記ダッシュパネルメンバに接合されると共に、その中央部が車両下方向に凸状の略Ｕ字形状に形成され、そのＵ字形状の下端部が、前記車体のフロアパネルに接合されているとよい。
【００１０】
上記の構造において、前記インパネメンバの中間部には、例えば、ステアリングシャフト取り付け用のブラケットや、助手席エアバック取り付け用のブラケットが接合すると良い。
【００１１】
また、好適な実施形態において、前記ダッシュパネルメンバ又は前記インパネメンバの少なくともいずれかは、ハイドロフォームにより形成されているとよい。
【００１２】
【発明の効果】
上記の本発明によれば、軽量で車体剛性に優れる車両の前部車体構造の提供が実現する。
【００１３】
即ち、請求項１の発明によれば、例えばハイドロフォームにより形成された管状部材（請求項５）によってダッシュパネルメンバが形成されているため（請求項２にあってはインパネメンバも）、部品点数や溶接箇所の多い従来の構造と比較して軽量化を実現できると共に、高剛性も実現することができる。このため、インパネメンバの中間部に設けたブラケットにより（請求項３、請求項４）、ステアリングシャフトや助手席エアバックを安全に取り付けることができる。
【００１４】
また、請求項１の発明によれば、管状部材からなるダッシュパネルメンバの両端が車体内側面において大きな面積で接合されるため、車体剛性をより向上させることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によれば、管状部材からなるダッシュパネルメンバとインパネメンバとが車体内側面において接合されるため、車体剛性の向上と部品点数の削減による軽量化とを更に促進することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両の前部車体構造の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における車両の前部車体構造の要部（助手席側）を示す斜視図であり、図２は、本実施形態における車両の前部車体構造を車体前方に向かって正面視する図である（尚、スポット溶接を行うべき箇所を、図１における×印及び図２における▲印により例示する）。
【００１９】
車室とその外部のエンジンルームとを仕切るダッシュパネル３の上部には、管状部材からなるダッシュパネルメンバ１が車幅方向に向かって接合され、更にダッシュパネルメンバ１の両端は、車体剛性を向上させるべく、サイドパネル４の内側において図２に示す如く回り込むと共にドア開口部に沿って車両下方向にサイドシル５まで延設され、各部において接合されている。
【００２０】
また、ダッシュパネルメンバ１には、両端がサイドパネル４の近傍に位置する管状部材からなるインパネメンバ２が車幅方向に接合されている。このインパネメンバ２の中央部は、図２に示すように、車両下方向に凸状の略Ｕ字形状に形成されており、そのＵ字形状の下端部は、フロアパネル６に接合されている。更に当該Ｕ字形状の上部分には、補強部材１１が接合されている。
【００２１】
本実施形態では、ダッシュパネルメンバ１及びインパネメンバ２にこのような構造を採用することにより、従来の車体前部構造と比較して部品点数や溶接箇所を削減することができ、軽量化を実現すると共に、捻じれに強い高剛性も実現することができる。
【００２２】
インパネメンバ２の中間部には、助手席エアバック取り付け用のブラケット７、インパネ（計器パネル）取り付け用のブラケット８、並びにステアリングシャフト取り付け用のブラケット１０が取り付けられている。ダッシュパネルメンバ１及びインパネメンバ２は、上記の如く剛性に優れているため、微妙な調整や支持精度が要求されるステアリングシャフトや助手席エアバックを、これらのブラケットを介して確実に取り付けることができ、安全性を確保することができる。
【００２３】
本実施形態において、ダッシュパネルメンバ１及びインパネメンバ２は、ハイドロフォームを利用して、高張力鋼管により成型されており、ダッシュパネルメンバ１には、図１及び図２には不図示のカウル部材が接合される。このカウル部材の構造を含めて、本実施形態における前部車体構造を更に説明する。
【００２４】
図３及び図４は、図２のＡ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面とを例示する断面図であり、何れの図にも、図１及び図２には不図示のカウル部材を含めて表現している。
【００２５】
図３及び図４に示すように、車幅方向に延びるダッシュパネルメンバ１は、ダッシュパネル３の上部において接合されており、ダッシュパネルメンバ１の下方には、カウルアッパー２１とカウルロアー２２とにより構成されるカウルが接合されている。また、ダッシュパネル３の下方には、フロアパネル６の前端が接合されている。
【００２６】
そして、車体完成時において、ダッシュパネル３の上部には、ブッシュ２４を介してフロントウィンドウ２３が配設され、且つインパネメンバ２は、図３に示すように車体中央部においてはセンターコンソールの外形線２５の内側に位置し、図４に示すように助手席位置においてはダッシュボードの外形線２６の内側に位置することになる。
【００２７】
また、インパネメンバ２は、上述したように中央部においてＵ字形状をなしているが、そのＵ字形状の部分は、図３に示すように下端部に向かって広がる形状に形成されており、フロアパネル６に対する安定した固定を実現している。インパネメンバ２のこのような複雑な形状も、ハイドロフォームによれば１部材（即ち、１本の高張力鋼管）により実現することができる。
【００２８】
尚、ダッシュパネルメンバ１に接合されるカウルアッパー２１及びカウルロアー２２の断面形状は、図３及び図４に示す形状に限られるものではなく、図５に示すような形状としても良い。
【００２９】
即ち、図５は、図２のＡ−Ａ断面を例示する断面図であり、図３に示す構造とは異なり、ダッシュパネル３の上部は、ダッシュパネルメンバ１の近傍においてカウルロアー２２と接合されている。また、図３乃至図５においては、ダッシュパネルメンバ１の下方沿ってカウルアッパー２１の前端を接合したが、逆に、その前端をダッシュパネルメンバ１の上方沿って接合する構造としても良い。このようにダッシュパネルメンバ１に接合されるカウル部材の形状は、車体の形状や車両の用途に応じて様々な構造を採用すれば良く、何れの場合においても、カウル部材の設計の自由度を向上させることができる。
【００３０】
図６は、サイドパネル４にダッシュパネルメンバ１を接合する方法を説明する図である。本実施形態では、サイドパネル４を構成するサイドパネルインナ４ｂに予め開けられた開口９からスポット溶接ガン３１を挿入し、スポット溶接ガン３１によってサイドパネルインナ４ｂとダッシュパネルメンバ１とを把持した状態で、所謂インダイレクト溶接（中空スポット溶接）により、両部材を接合する。
【００３１】
ここで、本実施形態において採用したハイドロフォームによるダッシュパネルメンバ１及びインパネメンバ２の成型方法について概説する。
【００３２】
図７は、本実施形態において利用可能なハイドロフォーム成型設備を説明する図である。また、図８及び図９は、ハイドロフォームによる成型方法を説明する図である。
【００３３】
油圧プレス機１０２の下方に配置される上型１０３及び下型１０４は、予め所望の形状（本実施形態では、ダッシュパネルメンバ１またはインパネメンバ２の外形形状）に成型する。
【００３４】
次に、上型１０３及び下型１０４の間に、図８に示す如く高張力鋼管１０６をセットし、上方から油圧プレス機１０２によって押圧すると共に、高張力鋼管１０６の内部に、図９に示すように油圧ユニット１０１から油圧ライン１０５を介して油を充填させ、その状態において油圧を高める。この高圧な油圧により、高張力鋼管１０６は、上型１０３及び下型１０４に沿って所望の形状（本実施形態では、ダッシュパネルメンバ１またはインパネメンバ２）に成型される（膨らまされる）。
【００３５】
以上説明した本実施形態によれば、軽量で車体剛性に優れる前部車体構造が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における車両の前部車体構造の要部（助手席側）を示す斜視図である。
【図２】本実施形態における車両の前部車体構造を車体前方に向かって正面視する図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を例示する断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面を例示する断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面を例示する断面図である。
【図６】中空スポット溶接によってサイドパネル４にダッシュパネルメンバ１を接合する方法を説明する図である。
【図７】本実施形態において利用可能なハイドロフォーム成型設備を説明する図である。
【図８】ハイドロフォームによる成型方法を説明する図である。
【図９】ハイドロフォームによる成型方法を説明する図である。
【符号の説明】
１：ダッシュパネルメンバ，
２：インパネメンバ，
３：ダッシュパネル，
４：サイドパネル，
４ａ：サイドパネルアウタ，
４ｂ：サイドパネルインナ，
５：サイドシル，
６：フロアパネル，
７：助手席エアバック取り付け用ブラケット，
８：インパネ取り付け用ブラケット，
９：溶接ガン挿入用開口，
１０：ステアリングシャフト取り付け用ブラケット，
１１：補強部材，
２１：カウルアッパー，
２２：カウルロアー，
２３：フロントウィンドウ，
２４：ブッシュ，
３１：スポット溶接ガン，
１０１：油圧ユニット，
１０２：油圧プレス機，
１０３：上型，
１０４：下型，
１０５：油圧ライン，
１０６：高張力鋼管，

Claims

車室とその外部とを仕切るダッシュパネル、そのダッシュパネルまたはその近傍に接合されると共に車幅方向に延びるダッシュパネルメンバ、並びに該ダッシュパネル近傍において車幅方向に延びると共に両端が車体のサイドパネルに支持されるインパネメンバとを備える車両の前部車体構造であって、
前記ダッシュパネルメンバは一体成形品の管状部材により構成されており、その管状部材の両端が、前記サイドパネルにおいてドア開口部に沿って車両下方向に延設されると共に当該サイドパネルと前記車体のサイドシルとに接合され、
前記ダッシュパネルが板状部材からなり、
更に、前記ダッシュパネルメンバに接合されたカウル部材を備え、
前記カウル部材は、
前記ダッシュパネルメンバに接合されるカウルアッパーと、前記カウルアッパーに接合されるカウルロアーと、から構成され、
前記カウルアッパーと前記カウルロアーとは、
前記カウルアッパーと前記カウルロアーとにより、又は、前記カウルアッパーと前記カウルロアーと前記ダッシュパネルとにより、略閉断面を構成するように曲折されていることを特徴とする車両の前部車体構造。
前記インパネメンバは、一体成形品の管状部材により構成されており、その管状部材は、その両端が前記サイドパネル近傍において前記ダッシュパネルメンバに接合されると共に、その中央部が車両下方向に凸状の略Ｕ字形状に形成され、そのＵ字形状の下端部が、前記車体のフロアパネルに接合されていることを特徴とする請求項１記載の車両の前部車体構造。
前記インパネメンバの中間部には、ステアリングシャフト取り付け用のブラケットが接合されていることを特徴とする請求項２記載の車両の前部車体構造。
前記インパネメンバの中間部には、助手席エアバック取り付け用のブラケットが接合されていることを特徴とする請求項２又は３記載の車両の前部車体構造。
前記ダッシュパネルメンバ又は前記インパネメンバの少なくともいずれかは、ハイドロフォームにより形成されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の車両の前部車体構造。