車体前部構造
【課題】衝突等の際に発生するパワーユニットの後退に伴うオイルパンの破損を防止する車体前部構造を提供する。
【解決手段】フロントサイドフレーム２間にクロスメンバ３０が掛け渡されると共に、クロスメンバ３０の前面と対向配置される排気マニホールドＥＭ及びオイルパンＯＰを備えたパワーユニットＰ／Ｕが搭載され、排気マニホールドＥＭと対向してクロスメンバ３０にマニホールド当接部材６６を備える。衝突等による後退するパワーユニットＰ／Ｕの排気マニホールドＥＭにマニホールド当接部材６６が当接して、オイルパンＯＰとクロスメンバ３０の当接を防止、或いは衝撃を緩和してオイルパンの破損を防止してオイルパンＯＰからのオイル漏れ等が防止できる。
【解決手段】フロントサイドフレーム２間にクロスメンバ３０が掛け渡されると共に、クロスメンバ３０の前面と対向配置される排気マニホールドＥＭ及びオイルパンＯＰを備えたパワーユニットＰ／Ｕが搭載され、排気マニホールドＥＭと対向してクロスメンバ３０にマニホールド当接部材６６を備える。衝突等による後退するパワーユニットＰ／Ｕの排気マニホールドＥＭにマニホールド当接部材６６が当接して、オイルパンＯＰとクロスメンバ３０の当接を防止、或いは衝撃を緩和してオイルパンの破損を防止してオイルパンＯＰからのオイル漏れ等が防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部構造に関し、特に車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在して掛け渡されたクロスメンバの前面と対向配置される排気マニホールド及びオイルパンを備えたパワーユニットが左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体前部において車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在したクロスメンバが掛け渡され、エンジン等のパワーユニットが左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造がある。
【０００３】
左右のフロントサイドフレーム間に掛け渡されるクロスメンバには、前輪のサスペンション装置、前輪の操向装置、エンジン等のパワーユニットが支持される。一般にクロスメンバはプレス加工した上下一対の鋼板の周囲を溶接した中空形状を有して剛性を確保している。
【０００４】
この種の車体前部構造に関しては、例えば特許文献１がある。特許文献１の車体前部構造は、左右のフロントサイドフレームに両端部が支持されるクロスメンバの下面に操向装置のステアリングギヤボックスを収容する凹部を車幅方向に沿って形成して前部及び後部に車幅方向に連続する中空部を形成している。このクロスメンバの中央部上面にエンジンマウントブラケットを介してパワーユニットが支持され、車幅方向の両端部下面にサスペンション装置のサスペンションアームが支持されている。更に、クロスメンバの両端部近傍において凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の車体前部構造によると、クロスメンバの下面に形成された凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けることから、サスペンション装置からサスペンション支持部に入力される荷重に対抗する剛性が確保できる。
【０００７】
一方、左右のフロントサイドフレーム間に掛け渡されるクロスメンバの前面と対向配置されるオイルパンを備えたパワーユニットが左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造にあっては、車両が前面衝突等によりパワーユニットが後退した際に、後退するパワーユニットに配設されたオイルパンがクロスメンバに当接して破損したオイルパンからオイルが漏れ出して、オイル漏れによる二次障害が発生することが懸念される。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、前面衝突等の際に発生するパワーユニットの後退に伴うオイルパンの変形及び破損が防止できる車体前部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する請求項１に記載の車体前部構造の発明は、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在してクロスメンバが掛け渡されると共に、上記クロスメンバの前面と対向配置される排気マニホールド及びオイルパンを備えたパワーユニットが上記左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造において、上記クロスメンバより剛性が低く、中央部が上記オイルパンと対向すると共に上記クロスメンバとの間に間隙を有して車幅方向に延在して両端部が上記クロスメンバに取付支持されるサポートクロスメンバと、該サポートクロスメンバの上記排気マニホールドと対向する部位に他の部位より車体前方に突出したマニホールド当接部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によると、クロスメンバに配設されたサポートクロスメンバにパワーユニットの排気マニホールドと対向するマニホールド当接部を配設することから、衝突等による衝撃荷重によって後退するパワーユニットに配設された排気マニホールドがマニホールド当接部に当接させて受け止めてパワーユニットの後退を抑制し、オイルパンとクロスメンバの当接及び干渉量を減らすことができ、オイルパンの破損を防止或いは変形等が防止されてオイルパンからのオイル漏れ等が防止できる。また、サスペンション装置等を支持する剛性が高いクロスメンバより剛性の低いサポートクロスメンバの中央部とクロスメンバとの間に間隔を形成することから、仮にオイルパンがサポートクロスメンバに当接しても衝撃を吸収でき、剛性の高いクロスメンバの当接による衝撃を緩和できる。また、クロスメンバがサポートクロスメンバによって補剛されて車体剛性が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車体前部構造において、上記マニホールド当接部材は、サポートクロスメンバに着脱自在に配設されたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、マニホールド当接部材をサポートクロスメンバに着脱自在に配設することから、パワーユニットの仕様やクロスメンバに取付支持される部品の仕様等によって異なる仕様のマニホールド当接部材が要求される場合には、その要求に応じた仕様のマニホールド当接部材と容易に交換することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、クロスメンバに配設されたサポートクロスメンバにパワーユニットの排気マニホールドと対向するマニホールド当接部を配設することから、衝突等による衝撃荷重によって後退するパワーユニットに配設された排気マニホールドがマニホールド当接部に当接させて受け止めてパワーユニットの後退を抑制してオイルパンとクロスメンバの当接及び干渉量を減らすことができる。また、仮にオイルパンがサポートクロスメンバに当接しても衝撃を吸収でき、剛性の高いクロスメンバの当接による衝撃を緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の車体前部構造の実施の形態を、パワーユニットが水平対向式エンジン及びトランスミッションを備えた場合を例に図１乃至図６を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車体前方方向を示している。
図１は、本実施の形態に係る車体前部１の概要を示すパワーユニットを省略した斜視図、図２は図１の下面図、図３はクロスメンバの斜視図、図４は図３のＡ部拡大図、図５は図２のＩ−Ｉ線断面図、図６は分解斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、車体前部１には、車体前後方向に延在する中空断面形状に形成された左右のフロントサイドフレーム２が配設されている。各フロントサイドフレーム２は略水平で前後方向に延在する直線状で前端下面に前部取付部４が形成され後端下面に中間部５が形成された前部範囲３と、前部範囲３の後端に連続すると共に後方に移行するに従って漸次下方に変移するように傾斜したキックアップ部７及びキックアップ部７の後端に連続形成されて図示しないフロアフレームに接続される後部８が連続形成された後部範囲６を備えている。前部取付部４には下方に延在する前部支持部材９が設けられている。
【００１６】
左右のフロントサイドフレーム２の前端にブラケット１０を介して車幅方向に延在するバンパフレーム１１が掛け渡される。バンパフレーム１１の前面に図示しないポリプロピレン発泡材等によって形成された衝撃緩衝部材が配置され、衝撃緩衝部材の外表面を樹脂製のバンパフェイスによって被覆して車幅方向に延在するバンパを形成する。なお、左右のフロントサイドフレーム２の間にエンジンルームが形成され、エンジンルーム内にパワーユニットＰ／Ｕが搭載される。
【００１７】
パワーユニットＰ／Ｕは、図２に概要を示すように、縦置き配置された水平対向式エンジンＥの後方に図示しないトランスミッション等が一体的に配置されている。エンジンＥの中央部に配置されるクランクケースＥＣの下面にオイルパンＯＰが下方に突出して配置されている。また、クランクケースＥＣを隔てて配置される左右の各バンクＥＢの下面から先端部分ＥＰａが下方に突出すると共に前方に湾曲して延在してする左右の排気パイプＥＰの基端部を集合した排気マニホールドＥＭを有し、排気マニホールドＥＭは触媒コンバータＣＣ及び排気管等を介して車体後部に搭載された図示しないマフラーに接続される。
【００１８】
左右のフロアフレームに上方から覆うように図示しないフロアパネルが設けられ、フロアパネルの前端部近傍は、フロントサイドフレーム２のキックアップ部７に沿って上方側に向かって延設され、その前端部に上方に延設してエンジンルームと車室とを区分するバルクヘッド部が形成されている。
【００１９】
左右のフロントサイドフレーム２の下方に、それぞれ前後方向に中空断面形状で延在する左右の一対のサイドメンバ２２と、車幅方向に延在して左右のサイドメンバ２２の前端間に掛け渡される前部メンバ２８とを備えたサブフレーム２１が配置されている。
【００２０】
サブフレーム２１の各サイドメンバ２２は、前端上面に前端取付部２４が形成されて後方に延在する第１屈曲促進部２３ａを介して後端上面に中間取付部２５が形成される前部範囲２３と、前部範囲２３の後端に連続する第２屈曲促進部２６ａの後端に後端部２７が形成された後部範囲２６とが連続形成されている。
【００２１】
これら第１座屈促進部２３ａ及び第２座屈促進部２６ａによってサイドメンバ２２は、前方からの衝撃荷重に対する座屈抗力が中間取付部２５より前方の前部範囲２３に対して後部範囲２６が大きく設定されている。
【００２２】
左右のサイドメンバ２２の前端に、図１に示すようにブラケット２９ａを介して車幅方向に延在するリンホース２９が掛け渡されている。このリンホース２９の前面に図示しないポリプロピレン発泡材等によって形成された衝撃緩衝部材が配置され、衝撃緩衝部材の外表面はバンパフェイスによって被覆されている。
【００２３】
このように構成されたサブフレーム２１は、左右のサイドメンバ２２の前端上面に形成された前端取付部２４がフロントサイドフレーム２の前部取付部４に設けられた前部支持部材９の下端にボルト結合され、後端に形成された後端部２７がフロントサイドフレーム２の後部８に複数、例えば３本のボルトにより強固に固定されてフロントサイドフレーム２とサブフレーム２１の高い荷重伝達効率を確保している。更に、サイドメンバ２２の中間取付部２５がクロスメンバ３０を介してフロントサイドフレーム２の中間取付部５に取り付けられる。
【００２４】
クロスメンバ３０は、図１乃至図４に示すように車幅方向に延在するクロスメンバ本体３１及び後部クロスメンバ３２と、このクロスメンバ本体３１及び後部クロスメンバ３２の左右に一体的に形成された中間支持部３５及び結合手段４１を備え、中間支持部３５が結合手段４１によってフロントサイドフレーム２の中間部５に取り付けられる。
【００２５】
クロスメンバ本体３１は、車幅方向に延在する上側面３１Ａの前縁及び後縁に沿って下方に折曲形成された前側面３１Ｂ及び後側面３１Ｃを有して車幅方向に延在する下方が開放された断面逆Ｕ字状に形成されている。また、クロスメンバ本体３１の後縁に沿って後部クロスメンバ３２が延在している。
【００２６】
このクロスメンバ本体３１は、前側面３１Ｂがエンジンルーム内に搭載されるパワーユニットＰ／Ｕに配設されたオイルパンＯＰの後面ＯＰａ及び左右のバンクＥＢから下方に突出する排気マニホールドＥＭの排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａと対向配置して車幅方向に延在する一方、後部クロスメンバ３２にはパワーユニットＰ／Ｕを支持するためのエンジンマウント３３が配設される。
【００２７】
クロスメンバ本体３１の両端に結合される中間支持部３５は、図１、図３、図４に示すように車幅方向に延在して対向する前面３６及び後面３７と、前面３６及び後面３７の各下縁を連結する下面３８と、前面３６及び後面３７の各上縁を連結する上面３９とを備えた車幅方向に延在する略矩形断面形状を有し、下面３８がサイドメンバ２２の中間取付部２５に溶接結合されている。この中間支持部３５の上面３９、前面３６、後面３７にそれぞれクロスメンバ本体３１の上側面３１Ａ、前側面３１Ｂ、後側面３１Ｃが溶接結合される。
【００２８】
更に、中間支持部３５の上面３９に下方が開放された断面逆Ｕ字状のサスペンション支持ブラケット４０が設けられ、このサスペンション支持ブラケット４０にサスペンション部材、例えば図示しないサスペンションロアアームが取り付け支持される。
【００２９】
結合手段４１は、図１、図３及び図６に要部分解斜視図を示すように中間支持部材３５の上面３９に取り付けられる結合部材４２と、この結合部材４２とフロントサイドフレーム２の中間部５との間に介装されるスペーサ４９と、フロントサイドフレーム２の中間部５に穿設された一対のボルト取付孔にそれぞれ対応して配置されて中間部５に溶接されたナット５２ｃ、５２ｄ及び一対の取付ボルト５２、５３を備えている。
【００３０】
結合部材４２は、中間支持部材３５の上面３９に載置して結合される矩形平板状のベース４５を備え、ベース４５の車幅方向外側に沿って前後方向に一対のボルト挿入孔４５ｃ、４５ｄが穿設されている。
【００３１】
ベース４５上に、ベース４５の上面をほぼ覆うと共に車幅方向外方側にボルト挿入孔４５ｃ及び４５ｄを間隙を有して覆うように、断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続して隆起して前縁４７ａ側が開放された第１結合部４７が形成されたブラケット４６が溶接結合される。この第１結合部４７の前部及び後部に前方向に長く前端が前縁４７ａに開放されたＵ字形のスリット状に形成されたボルト取付穴４７ｃ及びボルト挿入孔４７ｄがそれぞれ開口している。
【００３２】
更に、第１結合部４７の後部上に、ボルト挿入孔４７ｄの上方を間隙を有して覆うように断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続すると共に両側縁及び後縁が第１結合部４７上に溶接結合され、かつ前側となる前縁４８ａ側が開放された第２結合部４８が設けられている。第２結合部４８に前方向に長く前端が前縁４８ａに開放されたＵ字形のスリット状に形成されたボルト取付穴４８ｄが開口している。
【００３３】
スペーサ４９は、断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続して第１結合部４７の上面に嵌合する第１下面４９ａと、第１下面４９ａの後縁に段部を介して連続する断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続して第２結合部４８の上面に嵌合する第２下面４９ｂと、フロントサイドフレーム２の中間取付部５に接面する上面４９ｃを有するブロック状に形成される。このスペーサ４９には、第１下面４９ａと上面４９ｃ及び第２下面４９ｂと上面４９ｃを貫通するボルト貫通孔５０ｃ及び５０ｄが穿設されている。
【００３４】
これらベース４５のボルト挿入孔４５ｃ、第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃ、スペーサ４９のボルト貫通孔５０ｃ、フロントサイドフレーム２に形成されたボルト取付孔及びナット５１ｃが上下方向に延在する基準線ｃ上に配置されている。同様にベース４５のボルト挿入孔４５ｄ、第１結合部４７のボルト挿入孔４７ｄ、第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄ、スペーサ４９のボルト貫通孔５０ｄ、フロントサイドフレーム２のボルト取付孔及びナット５２ｄが基準線ｃより後方で上下方向に延在する基準線ｄ上に配置されている。
【００３５】
また、ベース４５のボルト挿入孔４５ｃは取付ボルト５２の頭部５２ａの径より大きな径を有する一方、第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃは軸部５２ｂの径より大きく頭部５２ａの径より小さな径に設定されている。同様にベース４９のボルト挿入孔４９ｄ及び第１結合部４７のボルト挿入孔４７ｄは取付ボルト５３の頭部５３ａの径より大きな径を有する一方、第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄは軸部５３ｂの径より大きく頭部５３ａの径より小さな径に設定される。
【００３６】
そして、取付ボルト５２をベース４５のボルト挿入孔４５ｃから挿入し、第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃ、スペーサ４９のボルト貫通孔４９ｃ、及びサイドフレーム２のボルト取付孔を貫通してナット５１ｃに予め設定された締結トルクで螺合することによって、取付ボルト５２及びナット５１ｃによってスペーサ４８を介在して第１結合部４７とフロントサイドフレーム２の中間部５を締結する。同様に取付ボルト５２をベース４５のボルト挿入孔４５ｄから挿入し、第１結合部４７のボルト挿入孔４７ｄ、第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄ、スペーサ４９のボルト貫通孔５０ｄ、及びフロントサイドフレーム２のボルト取付孔を貫通してナット５１ｄに予め設定された締結トルクで螺合することによって、取付ボルト５３及びナット５１ｄによってスペーサ４９を介在して第２結合部４８とフロントサイドフレーム２の中間部５を締結する。
【００３７】
一方、フロントサイドフレーム２の中間部５に対しサイドメンバ２２の中間取付部２８に結合された中間支持部材３５が予め設定された以上の荷重で車体後方に相対移動した際には、中間支持部材３５に取り付けられた結合部材４４がスペーサ４９の第１下面４９ａ及び第２下面４９ｂに沿って後方に移動し、この移動に伴って前端が開放されたスリット状の第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃ及び第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄがフロントサイドフレーム２の支持された取付ボルト５２、５３から外れ、中間支持部材３５とフロントサイドフレーム２との結合が解除される。
【００３８】
このように構成されたクロスメンバ３０のクロスメンバ本体３１の前側面３１Ｂに沿って、その前側面３１Ｂとの間に間隙を有して車幅方向に延在するサポートクロスメンバ６１が配置される。
【００３９】
サポートクロスメンバ６１は、車幅方向中央部がパワーユニットＰ／Ｕに配設されたオイルパンＯＰの後面ＯＰａと間隙を隔てて対向する頂面６２を有し、頂面６２の上縁及び下縁に沿ってそれぞれ後方に折曲形成された上側フランジ６３及び下側フランジ６４が形成されて車幅方向に延在する断面略コ字状に形成され、その頂面６２の両端部が中間支持部３５の前面３６にボルト６５によって脱着可能に取り付けられる。このサポートクロスメンバ６１は比較的薄板によって形成された簡単形状でクロスメンバ本体３１に比べて剛性が小さく設定される。
【００４０】
サポートクロスメンバ６１の排気マニホールドＥＭと対向する部位となる各端部に他の部位より車体前方に突出するマニホールド当接部材６６が突設される。マニホールド当接部材６６は、左右のバンクＥＢから下方に突出する排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａと間隙を隔てて対向する頂端部６７と、この頂端部６７の上縁及び下縁から後方に折曲された上側取付部６８及び下側取付部６９を備えた断面コ字状の板状によって形成され、これら上側取付部６８及び下側取付部６９の後端がサポートクロスメンバ６１の上側フランジ６３及び下側フランジ６４にそれぞれ溶接結合されてサポートクロスメンバ６１に取り付けられる。
【００４１】
次にこのように構成された車体前部構造の作用を説明する。
【００４２】
通常走行時には、車幅方向に延在するサポートクロスメンバ６１によって補剛されたクロスメンバ３０によって左右のサイドメンバ２２が結合されてサブフレーム２１の剛性が確保され、サイドメンバ２２の前端取付部２４が前部支持部材９を介してフロントサイドフレーム２の前部取付部４と連結し、後端部２７がサイドフレーム２の後部８に結合されると共に、サブフレーム２１の中間取付部２５がクロスメンバ３０の中間支持部３５及び結合手段４１によってサイドフレーム２の中間部５に結合することによって、フロントサブフレーム２とサイドフレーム２１が強固に結合されてフロントサイドフレーム２及びサブフレーム２１の剛性が増大してサスペンション支持剛性及び車体剛性が確保されて良好な操縦安定性が得られる。
【００４３】
一方、自動車が障害物と前方衝突した場合、障害物からの衝突荷重Ｐは、フロントサイドフレーム２の前端に設けられたバンパフレーム１１と、サブフレーム２１の前端設けられたリンホース２９に分散されて入力され、衝突が軽度の場合であれば、ブラケット１０及び２９ａの変形によって衝撃エネルギを吸収することができ、その後の修理もブレケット１０及び２９ａの交換のみで行える。
【００４４】
しかし、衝突度合が大きき場合には、バンパフレーム１１及びブラケット１０により吸収されなかった衝撃荷重Ｐが、フロントサイドフレーム２の前端から後方に向かって入力される。一方、リンホース２９及びブラケット２９ａにより吸収されなかった衝撃荷重Ｐはフロントサブフレーム２１の前端から後方に向かって入力される。
【００４５】
この衝突初期においては、フロントサイドフレーム２の前端から入力された衝撃荷重Ｐにより、フロントサイドフレーム２の後部範囲６に対し剛性が比較的低い前部範囲３が前端から軸方向に沿って順に潰れる圧壊変形により衝撃荷重Ｐの衝撃エネルギが吸収されて衝撃荷重Ｐが低減される。同様に、サブフレーム２１においても、後部範囲２６の剛性が確保されることからサイドメンバ２２の前端から入力された衝撃荷重Ｐによる前部範囲２３の第１屈曲促進部の座屈変形により衝撃エネルギが吸収され衝撃荷重が低減される。
【００４６】
衝撃荷重Ｐによるフロントサイドフレーム２の前部範囲３及びサブフレーム２１の前部範囲２３の変形と共に、衝撃荷重ＰによりパワーユニットＰ／Ｕが後方に押しやられる。このパワーユニットＰ／Ｕの後退に伴って、エンジンＥの下面から突出する排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａが、クロスメンバ３０の左右前面に突出して配設された左右のマニホールド当接部材６６の頂端部６７に当接し、パワーユニットＰ／Ｕからの衝撃荷重に伴って潰れ変形するマニホールド当接部材６６によって受け止められてパワーユニットＰ／Ｕの後退が抑制される。
【００４７】
排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａがマニホールド当接部材６６の頂端部６７に当接した際には、パワーユニットＰ／Ｕの下面に取り付けられたオイルパンＯＰの後面ＯＰａとクロスメンバ本体３１との間に間隙が維持されて、オイルパンＯＰとクロスメンバ本体３１との当接に起因するオイルパンＯＰの干渉量が減少して変形や破損を招くことない。また、オイルパンＯＰの後面ＯＰａがサポートクロスメンバ６１を介在してクロスメンバ本体３１に当接した際にもその衝撃が緩和されてオイルパンＯＰの破損或いは変形が防止される。
【００４８】
また、マニホールド当接部６６によってパワーユニットＰ／Ｕの後退が十分に阻止できず、パワーユニットＰ／Ｕが更に後退する際には、後退するパワーユニットＰ／Ｕの下面に配設されたオイルパンＯＰの後面ＯＰａが、左右の中間支持部材３５の前面３６に支持されたサポートクロスメンバ６１の中央部に当接する。この当接により変形するサポートクロスメンバ６１によって衝撃が緩和されてオイルパンＯＰが受け止められる。サポートクロスメンバ６１によって受け止められたオイルパンＯＰは、剛性を有するクロスメンバ本体３１と衝撃的な当接が防止されてオイルパンＯＰの破損や変形の発生が回避されて、オイルパンＯＰからのオイル漏れ等が防止できる。また、パワーユニットＰ／Ｕとクロスメンバ本体３１との直接的な衝突が回避されて、乗員への衝撃が緩和される。
【００４９】
更に、この衝突度合いが大きくサイドフレーム２の前部範囲３の圧壊変形及びサイドメンバ２２の前部範囲２３の座屈変形では衝撃エネルギが吸収されずに、車体前方の潰れ変形に伴って衝突荷重がパワーユニットＰ／Ｕに作用してパワーユニットＰ／Ｕを更に後方に移動する衝突後期にあっては、後方に移動するパワーユニットＰ／Ｕがサポートクロスメンバ６１を介在してクロスメンバ本体３１を押圧、或いはエンジンマウント３３を介してクロスメンバ３０に後方へ向かう荷重が伝達され、クロスメンバ３０がパワーユニットＰ／Ｕと共に後方へ移動する。このクロスメンバ３０の後方移動に伴って中間支持部材３５がサイドメンバ２２の後部範囲２６を座屈変形させつつフロントサイドフレーム２の中間部５に対して相対的に後方に若干移動する。
【００５０】
中間支持部材３５がフロントサイドフレーム２の中間部５に対し後方に相対移動すると、中間支持部材３５に取り付けられた結合部材４４がスペーサ４９の第１下面４９ａ及び第２下面４９ｂに沿って相対的に後方に移動し、第１結合部４７及び第２結合部４８に形成されたスリット状のボルト取付穴４７ｃ及び４８ｄがそれぞれフロントサイドフレーム２の中間取付部５にナット５２ｃ、５２ｄに螺合して支持された取付ボルト５２、５３の軸部５２ｂ、５２ｂから離脱する。
【００５１】
この離脱によりフロントサイドフレーム２によるサブフレーム２１の変形拘束が解除され、更なるパワーユニットＰ／Ｕの後方移動に伴うクロスメンバ３０の後方移動により中間支持部材３５を介してサブフレーム２１の後部範囲２６が更に座屈変形して衝撃エネルギを吸収する。
【００５２】
ここで、衝突後期において、後方に移動するパワーユニットＰ／Ｕによって中間支持部材３５及び結合手段４１によるフロントサイドフレーム２とサブフレーム２１の結合を解除されて、フロントサブフレーム２によるパワーユニットＰ／Ｕの後方移動に対する抗力が大幅に低減される。また、サブフレーム２２の後部範囲２６が座屈変形することにより、脱落したパワーユニットＰ／Ｕが積極的に下方に誘導されて、パワーユニットＰ／Ｕの後方移動に対する抗力を抑制されると共に、パワーユニットＰ／Ｕの後退による車室への影響が軽減できる。
【００５３】
従って、本実施の形態によると、通常走行時においては、サポートクロスメンバ６１によって補剛されたクロスメンバ３０が左右のサイドメンバ２２が強固に結合され、かつフロントサブフレーム２とサイドフレーム２１が強固に結合されてフロントサイドフレーム２及びサブフレーム２１の剛性が増大し、サスペンション支持剛性及び車体剛性が確保されて通常走行時の良好な操縦安定性が得られる。
【００５４】
一方、衝撃荷重ＰによりパワーユニットＰ／Ｕが後退した際には、エンジンＥの左右のバンク下面から突出する排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰが、クロスメンバ３０の左右前面に突出して配設された左右のマニホールド当接支持部材６６に当接してパワーユニットＰ／Ｕの後退が抑制される。この排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰがマニホールド当接部材６６に当接した際には、パワーユニットＰ／Ｕの下面に取り付けられたオイルパンＯＰとクロスメンバ３０との間に間隙が維持され、或いはオイルパンＯＰとクロスメンバ３０との干渉量が低減され、衝撃が緩和されてオイルパンＯＰの変形や損傷を招くことなく、オイルパンＯＰからのオイル漏れ等が回避できる。
【００５５】
仮にパワーユニットＰ／Ｕが更に後退する際には、後退するパワーユニットＰ／Ｕの下面に配設されたオイルパンＯＰの後面がサポートクロスメンバ６１の中央部に当接して変形を伴うサポートクロスメンバ６１によって衝撃が緩和されて受け止められて剛性を有するクロスメンバ３０との当接が防止されて保護され、変形や損傷を招くことなく、オイルパンＯＰからのオイル漏れ等が回避できる。
【００５６】
また、左右のクロスメンバ３０の中間支持部３５間に掛け渡されてボルト６５によって脱着可能に取り付けられたサポートクロスメンバ６１にマニホールド当接部材６６を配設することから、パワーユニットＰ／Ｕの仕様やクロスメンバ３０に取付支持されるステアリングギヤボックス等の部品の仕様等によって、例えば板厚や形状の異なる仕様のマニホールド当接部材６６やサポートクロスメンバ６１が要求される場合には、その要求に応じた仕様のマニホールド当接部材６６が配設されたサポートクロスメンバ６１と容易に交換することができる。この際、比較的大きな部品であるクロスメンバ３０を変更することなく、マニホールド当接部材６６が取り付けられたサポートクロスメンバ６１の仕様変更によって対処可能であり、仕様の異なるサポートクロスメンバ６１によって容易に変更できる。
【００５７】
更に、クロスメンバ３０に取り付けられるステアリングギヤボックス等の部品等の整備や交換等の作業性に影響する場合には、サポートクロスメンバ６１を取り外すことにより作業性が確保できる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではマニホールド当接部材６６を、頂端部６７に折曲形成された上側取付部６８及び下側取付部６９を備えた板状部材をサポートクロスメンバ６１に溶接して形成した場合を例に説明したが、マニホールド当接部材をサポートクロスメンバに着脱自在に配設することもできる。この場合、パワーユニットの仕様やクロスメンバに取付支持される部品の仕様等によって異なる仕様のマニホールド当接部材が要求される場合には、その要求に応じた仕様のマニホールド当接部材と容易に交換することができる。
【００５９】
更に、マニホールド当接部は、ブロック状の弾性部材からなる緩衝部材、例えば緩衝ゴムパッドによって形成することもできる。
【００６０】
また、水平対向式エンジンを備えたパワーユニットを例に説明したが、Ｖ字型エンジン等他のエンジンを備えたパワーユニットを搭載する車体前部構造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車体前部構造の斜視図である。
【図２】図１の下面図である
【図３】クロスメンバの斜視図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】図２のＩ−Ｉ線断面図である。面図である。
【図６】結合手段の要部分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車体前部
２ フロントサイドフレーム
２１ サブフレーム
３０ クロスメンバ
３１ クロスメンバ本体
６１ サポートクロスメンバ
６５ ボルト
６６ マニホールド当接部材
Ｐ／Ｕ パワーユニット
ＯＰ オイルパン
ＥＭ 排気マニホールド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部構造に関し、特に車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在して掛け渡されたクロスメンバの前面と対向配置される排気マニホールド及びオイルパンを備えたパワーユニットが左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体前部において車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在したクロスメンバが掛け渡され、エンジン等のパワーユニットが左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造がある。
【０００３】
左右のフロントサイドフレーム間に掛け渡されるクロスメンバには、前輪のサスペンション装置、前輪の操向装置、エンジン等のパワーユニットが支持される。一般にクロスメンバはプレス加工した上下一対の鋼板の周囲を溶接した中空形状を有して剛性を確保している。
【０００４】
この種の車体前部構造に関しては、例えば特許文献１がある。特許文献１の車体前部構造は、左右のフロントサイドフレームに両端部が支持されるクロスメンバの下面に操向装置のステアリングギヤボックスを収容する凹部を車幅方向に沿って形成して前部及び後部に車幅方向に連続する中空部を形成している。このクロスメンバの中央部上面にエンジンマウントブラケットを介してパワーユニットが支持され、車幅方向の両端部下面にサスペンション装置のサスペンションアームが支持されている。更に、クロスメンバの両端部近傍において凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の車体前部構造によると、クロスメンバの下面に形成された凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けることから、サスペンション装置からサスペンション支持部に入力される荷重に対抗する剛性が確保できる。
【０００７】
一方、左右のフロントサイドフレーム間に掛け渡されるクロスメンバの前面と対向配置されるオイルパンを備えたパワーユニットが左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造にあっては、車両が前面衝突等によりパワーユニットが後退した際に、後退するパワーユニットに配設されたオイルパンがクロスメンバに当接して破損したオイルパンからオイルが漏れ出して、オイル漏れによる二次障害が発生することが懸念される。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、前面衝突等の際に発生するパワーユニットの後退に伴うオイルパンの変形及び破損が防止できる車体前部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する請求項１に記載の車体前部構造の発明は、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在してクロスメンバが掛け渡されると共に、上記クロスメンバの前面と対向配置される排気マニホールド及びオイルパンを備えたパワーユニットが上記左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造において、上記クロスメンバより剛性が低く、中央部が上記オイルパンと対向すると共に上記クロスメンバとの間に間隙を有して車幅方向に延在して両端部が上記クロスメンバに取付支持されるサポートクロスメンバと、該サポートクロスメンバの上記排気マニホールドと対向する部位に他の部位より車体前方に突出したマニホールド当接部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によると、クロスメンバに配設されたサポートクロスメンバにパワーユニットの排気マニホールドと対向するマニホールド当接部を配設することから、衝突等による衝撃荷重によって後退するパワーユニットに配設された排気マニホールドがマニホールド当接部に当接させて受け止めてパワーユニットの後退を抑制し、オイルパンとクロスメンバの当接及び干渉量を減らすことができ、オイルパンの破損を防止或いは変形等が防止されてオイルパンからのオイル漏れ等が防止できる。また、サスペンション装置等を支持する剛性が高いクロスメンバより剛性の低いサポートクロスメンバの中央部とクロスメンバとの間に間隔を形成することから、仮にオイルパンがサポートクロスメンバに当接しても衝撃を吸収でき、剛性の高いクロスメンバの当接による衝撃を緩和できる。また、クロスメンバがサポートクロスメンバによって補剛されて車体剛性が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車体前部構造において、上記マニホールド当接部材は、サポートクロスメンバに着脱自在に配設されたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、マニホールド当接部材をサポートクロスメンバに着脱自在に配設することから、パワーユニットの仕様やクロスメンバに取付支持される部品の仕様等によって異なる仕様のマニホールド当接部材が要求される場合には、その要求に応じた仕様のマニホールド当接部材と容易に交換することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、クロスメンバに配設されたサポートクロスメンバにパワーユニットの排気マニホールドと対向するマニホールド当接部を配設することから、衝突等による衝撃荷重によって後退するパワーユニットに配設された排気マニホールドがマニホールド当接部に当接させて受け止めてパワーユニットの後退を抑制してオイルパンとクロスメンバの当接及び干渉量を減らすことができる。また、仮にオイルパンがサポートクロスメンバに当接しても衝撃を吸収でき、剛性の高いクロスメンバの当接による衝撃を緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の車体前部構造の実施の形態を、パワーユニットが水平対向式エンジン及びトランスミッションを備えた場合を例に図１乃至図６を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車体前方方向を示している。
図１は、本実施の形態に係る車体前部１の概要を示すパワーユニットを省略した斜視図、図２は図１の下面図、図３はクロスメンバの斜視図、図４は図３のＡ部拡大図、図５は図２のＩ−Ｉ線断面図、図６は分解斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、車体前部１には、車体前後方向に延在する中空断面形状に形成された左右のフロントサイドフレーム２が配設されている。各フロントサイドフレーム２は略水平で前後方向に延在する直線状で前端下面に前部取付部４が形成され後端下面に中間部５が形成された前部範囲３と、前部範囲３の後端に連続すると共に後方に移行するに従って漸次下方に変移するように傾斜したキックアップ部７及びキックアップ部７の後端に連続形成されて図示しないフロアフレームに接続される後部８が連続形成された後部範囲６を備えている。前部取付部４には下方に延在する前部支持部材９が設けられている。
【００１６】
左右のフロントサイドフレーム２の前端にブラケット１０を介して車幅方向に延在するバンパフレーム１１が掛け渡される。バンパフレーム１１の前面に図示しないポリプロピレン発泡材等によって形成された衝撃緩衝部材が配置され、衝撃緩衝部材の外表面を樹脂製のバンパフェイスによって被覆して車幅方向に延在するバンパを形成する。なお、左右のフロントサイドフレーム２の間にエンジンルームが形成され、エンジンルーム内にパワーユニットＰ／Ｕが搭載される。
【００１７】
パワーユニットＰ／Ｕは、図２に概要を示すように、縦置き配置された水平対向式エンジンＥの後方に図示しないトランスミッション等が一体的に配置されている。エンジンＥの中央部に配置されるクランクケースＥＣの下面にオイルパンＯＰが下方に突出して配置されている。また、クランクケースＥＣを隔てて配置される左右の各バンクＥＢの下面から先端部分ＥＰａが下方に突出すると共に前方に湾曲して延在してする左右の排気パイプＥＰの基端部を集合した排気マニホールドＥＭを有し、排気マニホールドＥＭは触媒コンバータＣＣ及び排気管等を介して車体後部に搭載された図示しないマフラーに接続される。
【００１８】
左右のフロアフレームに上方から覆うように図示しないフロアパネルが設けられ、フロアパネルの前端部近傍は、フロントサイドフレーム２のキックアップ部７に沿って上方側に向かって延設され、その前端部に上方に延設してエンジンルームと車室とを区分するバルクヘッド部が形成されている。
【００１９】
左右のフロントサイドフレーム２の下方に、それぞれ前後方向に中空断面形状で延在する左右の一対のサイドメンバ２２と、車幅方向に延在して左右のサイドメンバ２２の前端間に掛け渡される前部メンバ２８とを備えたサブフレーム２１が配置されている。
【００２０】
サブフレーム２１の各サイドメンバ２２は、前端上面に前端取付部２４が形成されて後方に延在する第１屈曲促進部２３ａを介して後端上面に中間取付部２５が形成される前部範囲２３と、前部範囲２３の後端に連続する第２屈曲促進部２６ａの後端に後端部２７が形成された後部範囲２６とが連続形成されている。
【００２１】
これら第１座屈促進部２３ａ及び第２座屈促進部２６ａによってサイドメンバ２２は、前方からの衝撃荷重に対する座屈抗力が中間取付部２５より前方の前部範囲２３に対して後部範囲２６が大きく設定されている。
【００２２】
左右のサイドメンバ２２の前端に、図１に示すようにブラケット２９ａを介して車幅方向に延在するリンホース２９が掛け渡されている。このリンホース２９の前面に図示しないポリプロピレン発泡材等によって形成された衝撃緩衝部材が配置され、衝撃緩衝部材の外表面はバンパフェイスによって被覆されている。
【００２３】
このように構成されたサブフレーム２１は、左右のサイドメンバ２２の前端上面に形成された前端取付部２４がフロントサイドフレーム２の前部取付部４に設けられた前部支持部材９の下端にボルト結合され、後端に形成された後端部２７がフロントサイドフレーム２の後部８に複数、例えば３本のボルトにより強固に固定されてフロントサイドフレーム２とサブフレーム２１の高い荷重伝達効率を確保している。更に、サイドメンバ２２の中間取付部２５がクロスメンバ３０を介してフロントサイドフレーム２の中間取付部５に取り付けられる。
【００２４】
クロスメンバ３０は、図１乃至図４に示すように車幅方向に延在するクロスメンバ本体３１及び後部クロスメンバ３２と、このクロスメンバ本体３１及び後部クロスメンバ３２の左右に一体的に形成された中間支持部３５及び結合手段４１を備え、中間支持部３５が結合手段４１によってフロントサイドフレーム２の中間部５に取り付けられる。
【００２５】
クロスメンバ本体３１は、車幅方向に延在する上側面３１Ａの前縁及び後縁に沿って下方に折曲形成された前側面３１Ｂ及び後側面３１Ｃを有して車幅方向に延在する下方が開放された断面逆Ｕ字状に形成されている。また、クロスメンバ本体３１の後縁に沿って後部クロスメンバ３２が延在している。
【００２６】
このクロスメンバ本体３１は、前側面３１Ｂがエンジンルーム内に搭載されるパワーユニットＰ／Ｕに配設されたオイルパンＯＰの後面ＯＰａ及び左右のバンクＥＢから下方に突出する排気マニホールドＥＭの排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａと対向配置して車幅方向に延在する一方、後部クロスメンバ３２にはパワーユニットＰ／Ｕを支持するためのエンジンマウント３３が配設される。
【００２７】
クロスメンバ本体３１の両端に結合される中間支持部３５は、図１、図３、図４に示すように車幅方向に延在して対向する前面３６及び後面３７と、前面３６及び後面３７の各下縁を連結する下面３８と、前面３６及び後面３７の各上縁を連結する上面３９とを備えた車幅方向に延在する略矩形断面形状を有し、下面３８がサイドメンバ２２の中間取付部２５に溶接結合されている。この中間支持部３５の上面３９、前面３６、後面３７にそれぞれクロスメンバ本体３１の上側面３１Ａ、前側面３１Ｂ、後側面３１Ｃが溶接結合される。
【００２８】
更に、中間支持部３５の上面３９に下方が開放された断面逆Ｕ字状のサスペンション支持ブラケット４０が設けられ、このサスペンション支持ブラケット４０にサスペンション部材、例えば図示しないサスペンションロアアームが取り付け支持される。
【００２９】
結合手段４１は、図１、図３及び図６に要部分解斜視図を示すように中間支持部材３５の上面３９に取り付けられる結合部材４２と、この結合部材４２とフロントサイドフレーム２の中間部５との間に介装されるスペーサ４９と、フロントサイドフレーム２の中間部５に穿設された一対のボルト取付孔にそれぞれ対応して配置されて中間部５に溶接されたナット５２ｃ、５２ｄ及び一対の取付ボルト５２、５３を備えている。
【００３０】
結合部材４２は、中間支持部材３５の上面３９に載置して結合される矩形平板状のベース４５を備え、ベース４５の車幅方向外側に沿って前後方向に一対のボルト挿入孔４５ｃ、４５ｄが穿設されている。
【００３１】
ベース４５上に、ベース４５の上面をほぼ覆うと共に車幅方向外方側にボルト挿入孔４５ｃ及び４５ｄを間隙を有して覆うように、断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続して隆起して前縁４７ａ側が開放された第１結合部４７が形成されたブラケット４６が溶接結合される。この第１結合部４７の前部及び後部に前方向に長く前端が前縁４７ａに開放されたＵ字形のスリット状に形成されたボルト取付穴４７ｃ及びボルト挿入孔４７ｄがそれぞれ開口している。
【００３２】
更に、第１結合部４７の後部上に、ボルト挿入孔４７ｄの上方を間隙を有して覆うように断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続すると共に両側縁及び後縁が第１結合部４７上に溶接結合され、かつ前側となる前縁４８ａ側が開放された第２結合部４８が設けられている。第２結合部４８に前方向に長く前端が前縁４８ａに開放されたＵ字形のスリット状に形成されたボルト取付穴４８ｄが開口している。
【００３３】
スペーサ４９は、断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続して第１結合部４７の上面に嵌合する第１下面４９ａと、第１下面４９ａの後縁に段部を介して連続する断面逆Ｕ字状乃至半円弧状で前後方向に連続して第２結合部４８の上面に嵌合する第２下面４９ｂと、フロントサイドフレーム２の中間取付部５に接面する上面４９ｃを有するブロック状に形成される。このスペーサ４９には、第１下面４９ａと上面４９ｃ及び第２下面４９ｂと上面４９ｃを貫通するボルト貫通孔５０ｃ及び５０ｄが穿設されている。
【００３４】
これらベース４５のボルト挿入孔４５ｃ、第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃ、スペーサ４９のボルト貫通孔５０ｃ、フロントサイドフレーム２に形成されたボルト取付孔及びナット５１ｃが上下方向に延在する基準線ｃ上に配置されている。同様にベース４５のボルト挿入孔４５ｄ、第１結合部４７のボルト挿入孔４７ｄ、第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄ、スペーサ４９のボルト貫通孔５０ｄ、フロントサイドフレーム２のボルト取付孔及びナット５２ｄが基準線ｃより後方で上下方向に延在する基準線ｄ上に配置されている。
【００３５】
また、ベース４５のボルト挿入孔４５ｃは取付ボルト５２の頭部５２ａの径より大きな径を有する一方、第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃは軸部５２ｂの径より大きく頭部５２ａの径より小さな径に設定されている。同様にベース４９のボルト挿入孔４９ｄ及び第１結合部４７のボルト挿入孔４７ｄは取付ボルト５３の頭部５３ａの径より大きな径を有する一方、第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄは軸部５３ｂの径より大きく頭部５３ａの径より小さな径に設定される。
【００３６】
そして、取付ボルト５２をベース４５のボルト挿入孔４５ｃから挿入し、第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃ、スペーサ４９のボルト貫通孔４９ｃ、及びサイドフレーム２のボルト取付孔を貫通してナット５１ｃに予め設定された締結トルクで螺合することによって、取付ボルト５２及びナット５１ｃによってスペーサ４８を介在して第１結合部４７とフロントサイドフレーム２の中間部５を締結する。同様に取付ボルト５２をベース４５のボルト挿入孔４５ｄから挿入し、第１結合部４７のボルト挿入孔４７ｄ、第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄ、スペーサ４９のボルト貫通孔５０ｄ、及びフロントサイドフレーム２のボルト取付孔を貫通してナット５１ｄに予め設定された締結トルクで螺合することによって、取付ボルト５３及びナット５１ｄによってスペーサ４９を介在して第２結合部４８とフロントサイドフレーム２の中間部５を締結する。
【００３７】
一方、フロントサイドフレーム２の中間部５に対しサイドメンバ２２の中間取付部２８に結合された中間支持部材３５が予め設定された以上の荷重で車体後方に相対移動した際には、中間支持部材３５に取り付けられた結合部材４４がスペーサ４９の第１下面４９ａ及び第２下面４９ｂに沿って後方に移動し、この移動に伴って前端が開放されたスリット状の第１結合部４７のボルト取付穴４７ｃ及び第２結合部４８のボルト取付穴４８ｄがフロントサイドフレーム２の支持された取付ボルト５２、５３から外れ、中間支持部材３５とフロントサイドフレーム２との結合が解除される。
【００３８】
このように構成されたクロスメンバ３０のクロスメンバ本体３１の前側面３１Ｂに沿って、その前側面３１Ｂとの間に間隙を有して車幅方向に延在するサポートクロスメンバ６１が配置される。
【００３９】
サポートクロスメンバ６１は、車幅方向中央部がパワーユニットＰ／Ｕに配設されたオイルパンＯＰの後面ＯＰａと間隙を隔てて対向する頂面６２を有し、頂面６２の上縁及び下縁に沿ってそれぞれ後方に折曲形成された上側フランジ６３及び下側フランジ６４が形成されて車幅方向に延在する断面略コ字状に形成され、その頂面６２の両端部が中間支持部３５の前面３６にボルト６５によって脱着可能に取り付けられる。このサポートクロスメンバ６１は比較的薄板によって形成された簡単形状でクロスメンバ本体３１に比べて剛性が小さく設定される。
【００４０】
サポートクロスメンバ６１の排気マニホールドＥＭと対向する部位となる各端部に他の部位より車体前方に突出するマニホールド当接部材６６が突設される。マニホールド当接部材６６は、左右のバンクＥＢから下方に突出する排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａと間隙を隔てて対向する頂端部６７と、この頂端部６７の上縁及び下縁から後方に折曲された上側取付部６８及び下側取付部６９を備えた断面コ字状の板状によって形成され、これら上側取付部６８及び下側取付部６９の後端がサポートクロスメンバ６１の上側フランジ６３及び下側フランジ６４にそれぞれ溶接結合されてサポートクロスメンバ６１に取り付けられる。
【００４１】
次にこのように構成された車体前部構造の作用を説明する。
【００４２】
通常走行時には、車幅方向に延在するサポートクロスメンバ６１によって補剛されたクロスメンバ３０によって左右のサイドメンバ２２が結合されてサブフレーム２１の剛性が確保され、サイドメンバ２２の前端取付部２４が前部支持部材９を介してフロントサイドフレーム２の前部取付部４と連結し、後端部２７がサイドフレーム２の後部８に結合されると共に、サブフレーム２１の中間取付部２５がクロスメンバ３０の中間支持部３５及び結合手段４１によってサイドフレーム２の中間部５に結合することによって、フロントサブフレーム２とサイドフレーム２１が強固に結合されてフロントサイドフレーム２及びサブフレーム２１の剛性が増大してサスペンション支持剛性及び車体剛性が確保されて良好な操縦安定性が得られる。
【００４３】
一方、自動車が障害物と前方衝突した場合、障害物からの衝突荷重Ｐは、フロントサイドフレーム２の前端に設けられたバンパフレーム１１と、サブフレーム２１の前端設けられたリンホース２９に分散されて入力され、衝突が軽度の場合であれば、ブラケット１０及び２９ａの変形によって衝撃エネルギを吸収することができ、その後の修理もブレケット１０及び２９ａの交換のみで行える。
【００４４】
しかし、衝突度合が大きき場合には、バンパフレーム１１及びブラケット１０により吸収されなかった衝撃荷重Ｐが、フロントサイドフレーム２の前端から後方に向かって入力される。一方、リンホース２９及びブラケット２９ａにより吸収されなかった衝撃荷重Ｐはフロントサブフレーム２１の前端から後方に向かって入力される。
【００４５】
この衝突初期においては、フロントサイドフレーム２の前端から入力された衝撃荷重Ｐにより、フロントサイドフレーム２の後部範囲６に対し剛性が比較的低い前部範囲３が前端から軸方向に沿って順に潰れる圧壊変形により衝撃荷重Ｐの衝撃エネルギが吸収されて衝撃荷重Ｐが低減される。同様に、サブフレーム２１においても、後部範囲２６の剛性が確保されることからサイドメンバ２２の前端から入力された衝撃荷重Ｐによる前部範囲２３の第１屈曲促進部の座屈変形により衝撃エネルギが吸収され衝撃荷重が低減される。
【００４６】
衝撃荷重Ｐによるフロントサイドフレーム２の前部範囲３及びサブフレーム２１の前部範囲２３の変形と共に、衝撃荷重ＰによりパワーユニットＰ／Ｕが後方に押しやられる。このパワーユニットＰ／Ｕの後退に伴って、エンジンＥの下面から突出する排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａが、クロスメンバ３０の左右前面に突出して配設された左右のマニホールド当接部材６６の頂端部６７に当接し、パワーユニットＰ／Ｕからの衝撃荷重に伴って潰れ変形するマニホールド当接部材６６によって受け止められてパワーユニットＰ／Ｕの後退が抑制される。
【００４７】
排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰの先端部分ＥＰａがマニホールド当接部材６６の頂端部６７に当接した際には、パワーユニットＰ／Ｕの下面に取り付けられたオイルパンＯＰの後面ＯＰａとクロスメンバ本体３１との間に間隙が維持されて、オイルパンＯＰとクロスメンバ本体３１との当接に起因するオイルパンＯＰの干渉量が減少して変形や破損を招くことない。また、オイルパンＯＰの後面ＯＰａがサポートクロスメンバ６１を介在してクロスメンバ本体３１に当接した際にもその衝撃が緩和されてオイルパンＯＰの破損或いは変形が防止される。
【００４８】
また、マニホールド当接部６６によってパワーユニットＰ／Ｕの後退が十分に阻止できず、パワーユニットＰ／Ｕが更に後退する際には、後退するパワーユニットＰ／Ｕの下面に配設されたオイルパンＯＰの後面ＯＰａが、左右の中間支持部材３５の前面３６に支持されたサポートクロスメンバ６１の中央部に当接する。この当接により変形するサポートクロスメンバ６１によって衝撃が緩和されてオイルパンＯＰが受け止められる。サポートクロスメンバ６１によって受け止められたオイルパンＯＰは、剛性を有するクロスメンバ本体３１と衝撃的な当接が防止されてオイルパンＯＰの破損や変形の発生が回避されて、オイルパンＯＰからのオイル漏れ等が防止できる。また、パワーユニットＰ／Ｕとクロスメンバ本体３１との直接的な衝突が回避されて、乗員への衝撃が緩和される。
【００４９】
更に、この衝突度合いが大きくサイドフレーム２の前部範囲３の圧壊変形及びサイドメンバ２２の前部範囲２３の座屈変形では衝撃エネルギが吸収されずに、車体前方の潰れ変形に伴って衝突荷重がパワーユニットＰ／Ｕに作用してパワーユニットＰ／Ｕを更に後方に移動する衝突後期にあっては、後方に移動するパワーユニットＰ／Ｕがサポートクロスメンバ６１を介在してクロスメンバ本体３１を押圧、或いはエンジンマウント３３を介してクロスメンバ３０に後方へ向かう荷重が伝達され、クロスメンバ３０がパワーユニットＰ／Ｕと共に後方へ移動する。このクロスメンバ３０の後方移動に伴って中間支持部材３５がサイドメンバ２２の後部範囲２６を座屈変形させつつフロントサイドフレーム２の中間部５に対して相対的に後方に若干移動する。
【００５０】
中間支持部材３５がフロントサイドフレーム２の中間部５に対し後方に相対移動すると、中間支持部材３５に取り付けられた結合部材４４がスペーサ４９の第１下面４９ａ及び第２下面４９ｂに沿って相対的に後方に移動し、第１結合部４７及び第２結合部４８に形成されたスリット状のボルト取付穴４７ｃ及び４８ｄがそれぞれフロントサイドフレーム２の中間取付部５にナット５２ｃ、５２ｄに螺合して支持された取付ボルト５２、５３の軸部５２ｂ、５２ｂから離脱する。
【００５１】
この離脱によりフロントサイドフレーム２によるサブフレーム２１の変形拘束が解除され、更なるパワーユニットＰ／Ｕの後方移動に伴うクロスメンバ３０の後方移動により中間支持部材３５を介してサブフレーム２１の後部範囲２６が更に座屈変形して衝撃エネルギを吸収する。
【００５２】
ここで、衝突後期において、後方に移動するパワーユニットＰ／Ｕによって中間支持部材３５及び結合手段４１によるフロントサイドフレーム２とサブフレーム２１の結合を解除されて、フロントサブフレーム２によるパワーユニットＰ／Ｕの後方移動に対する抗力が大幅に低減される。また、サブフレーム２２の後部範囲２６が座屈変形することにより、脱落したパワーユニットＰ／Ｕが積極的に下方に誘導されて、パワーユニットＰ／Ｕの後方移動に対する抗力を抑制されると共に、パワーユニットＰ／Ｕの後退による車室への影響が軽減できる。
【００５３】
従って、本実施の形態によると、通常走行時においては、サポートクロスメンバ６１によって補剛されたクロスメンバ３０が左右のサイドメンバ２２が強固に結合され、かつフロントサブフレーム２とサイドフレーム２１が強固に結合されてフロントサイドフレーム２及びサブフレーム２１の剛性が増大し、サスペンション支持剛性及び車体剛性が確保されて通常走行時の良好な操縦安定性が得られる。
【００５４】
一方、衝撃荷重ＰによりパワーユニットＰ／Ｕが後退した際には、エンジンＥの左右のバンク下面から突出する排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰが、クロスメンバ３０の左右前面に突出して配設された左右のマニホールド当接支持部材６６に当接してパワーユニットＰ／Ｕの後退が抑制される。この排気マニホールドＥＭの左右の排気パイプＥＰがマニホールド当接部材６６に当接した際には、パワーユニットＰ／Ｕの下面に取り付けられたオイルパンＯＰとクロスメンバ３０との間に間隙が維持され、或いはオイルパンＯＰとクロスメンバ３０との干渉量が低減され、衝撃が緩和されてオイルパンＯＰの変形や損傷を招くことなく、オイルパンＯＰからのオイル漏れ等が回避できる。
【００５５】
仮にパワーユニットＰ／Ｕが更に後退する際には、後退するパワーユニットＰ／Ｕの下面に配設されたオイルパンＯＰの後面がサポートクロスメンバ６１の中央部に当接して変形を伴うサポートクロスメンバ６１によって衝撃が緩和されて受け止められて剛性を有するクロスメンバ３０との当接が防止されて保護され、変形や損傷を招くことなく、オイルパンＯＰからのオイル漏れ等が回避できる。
【００５６】
また、左右のクロスメンバ３０の中間支持部３５間に掛け渡されてボルト６５によって脱着可能に取り付けられたサポートクロスメンバ６１にマニホールド当接部材６６を配設することから、パワーユニットＰ／Ｕの仕様やクロスメンバ３０に取付支持されるステアリングギヤボックス等の部品の仕様等によって、例えば板厚や形状の異なる仕様のマニホールド当接部材６６やサポートクロスメンバ６１が要求される場合には、その要求に応じた仕様のマニホールド当接部材６６が配設されたサポートクロスメンバ６１と容易に交換することができる。この際、比較的大きな部品であるクロスメンバ３０を変更することなく、マニホールド当接部材６６が取り付けられたサポートクロスメンバ６１の仕様変更によって対処可能であり、仕様の異なるサポートクロスメンバ６１によって容易に変更できる。
【００５７】
更に、クロスメンバ３０に取り付けられるステアリングギヤボックス等の部品等の整備や交換等の作業性に影響する場合には、サポートクロスメンバ６１を取り外すことにより作業性が確保できる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではマニホールド当接部材６６を、頂端部６７に折曲形成された上側取付部６８及び下側取付部６９を備えた板状部材をサポートクロスメンバ６１に溶接して形成した場合を例に説明したが、マニホールド当接部材をサポートクロスメンバに着脱自在に配設することもできる。この場合、パワーユニットの仕様やクロスメンバに取付支持される部品の仕様等によって異なる仕様のマニホールド当接部材が要求される場合には、その要求に応じた仕様のマニホールド当接部材と容易に交換することができる。
【００５９】
更に、マニホールド当接部は、ブロック状の弾性部材からなる緩衝部材、例えば緩衝ゴムパッドによって形成することもできる。
【００６０】
また、水平対向式エンジンを備えたパワーユニットを例に説明したが、Ｖ字型エンジン等他のエンジンを備えたパワーユニットを搭載する車体前部構造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車体前部構造の斜視図である。
【図２】図１の下面図である
【図３】クロスメンバの斜視図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】図２のＩ−Ｉ線断面図である。面図である。
【図６】結合手段の要部分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 車体前部
２ フロントサイドフレーム
２１ サブフレーム
３０ クロスメンバ
３１ クロスメンバ本体
６１ サポートクロスメンバ
６５ ボルト
６６ マニホールド当接部材
Ｐ／Ｕ パワーユニット
ＯＰ オイルパン
ＥＭ 排気マニホールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在してクロスメンバが掛け渡されると共に、上記クロスメンバの前面と対向配置される排気マニホールド及びオイルパンを備えたパワーユニットが上記左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造において、
上記クロスメンバより剛性が低く、中央部が上記オイルパンと対向すると共に上記クロスメンバとの間に間隙を有して車幅方向に延在して両端部が上記クロスメンバに取付支持されるサポートクロスメンバと、
該サポートクロスメンバの上記排気マニホールドと対向する部位に他の部位より車体前方に突出したマニホールド当接部とを備えたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
上記マニホールド当接部は、サポートクロスメンバに着脱自在に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項１】
車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム間に車幅方向に延在してクロスメンバが掛け渡されると共に、上記クロスメンバの前面と対向配置される排気マニホールド及びオイルパンを備えたパワーユニットが上記左右のフロントサイドフレーム間に搭載される車体前部構造において、
上記クロスメンバより剛性が低く、中央部が上記オイルパンと対向すると共に上記クロスメンバとの間に間隙を有して車幅方向に延在して両端部が上記クロスメンバに取付支持されるサポートクロスメンバと、
該サポートクロスメンバの上記排気マニホールドと対向する部位に他の部位より車体前方に突出したマニホールド当接部とを備えたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
上記マニホールド当接部は、サポートクロスメンバに着脱自在に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【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２００８−２８４８９４（Ｐ２００８−２８４８９４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２９１６２（Ｐ２００７−１２９１６２）
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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