説明

車体前部構造

【課題】オフセット衝突時におけるエンジンコンパートメント内部品の車体後方側への移動に伴う荷重を効率よく分散できる車体前部構造の提供を課題とする。
【解決手段】車体両側部に車体前後方向を長手方向として配設されるとともに、車体前方側が車体後方側よりも高位となるように形成された一対のフロントサイドメンバ14、16と、車体前方側におけるフロントサイドメンバ14、16の車体下方側に支持部材28を介して支持され、そのフロントサイドメンバ14、16間に車幅方向にオフセットされて配置されたエンジンコンパートメント内部品24を支持するサブフレーム30と、サブフレーム30に設けられ、エンジンコンパートメント内部品24の車体前方側が衝突するオフセット衝突時に、車体後方側へ移動して来たエンジンコンパートメント内部品24を受け止めつつ反衝突側へ誘導するガイド部40と、を備えた車体前部構造10とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体前部構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両のオフセット衝突時に、サブフレームの車体前後方向に延在する一方のサイドフレームの車体前方側端部に入力された荷重を、そのサイドフレームの車体後方側に形成された二股部によって反衝突側へ分散させる車体前部構造は、従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2003−127893号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、このような構成だけでは、例えばトランスミッション等のケース(エンジンコンパートメント内部品)のオフセット衝突時における車体後方側への移動に伴う荷重を分散させることまではできない。
【0004】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、オフセット衝突時におけるエンジンコンパートメント内部品の車体後方側への移動に伴う荷重を効率よく分散できる車体前部構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の車体前部構造は、車体両側部に車体前後方向を長手方向として配設されるとともに、車体前方側が車体後方側よりも高位となるように形成された一対のフロントサイドメンバと、車体前方側における前記フロントサイドメンバの車体下方側に支持部材を介して支持され、該フロントサイドメンバ間に車幅方向にオフセットされて配置されたエンジンコンパートメント内部品を支持するサブフレームと、前記サブフレームに設けられ、前記エンジンコンパートメント内部品の車体前方側が衝突するオフセット衝突時に、車体後方側へ移動して来た前記エンジンコンパートメント内部品を受け止めつつ反衝突側へ誘導するガイド部と、を備えたことを特徴としている。
【0006】
請求項1に記載の発明によれば、エンジンコンパートメント内部品の車体前方側が衝突するオフセット衝突時には、その衝突側のフロントサイドメンバで荷重を吸収する一方、車体後方側へ移動して来たエンジンコンパートメント内部品が、サブフレームに設けられたガイド部に当たり、そのガイド部に誘導されて反衝突側へ移動する。したがって、エンジンコンパートメント内部品の車体後方側への移動に伴う荷重は、サブフレーム及び支持部材を介して反衝突側のフロントサイドメンバへ分散され、その反衝突側のフロントサイドメンバでも吸収される。つまり、これにより、オフセット衝突時におけるエンジンコンパートメント内部品の車体後方側への移動に伴う荷重を効率よく分散・吸収することができる。
【0007】
また、請求項2に記載の車体前部構造は、請求項1に記載の車体前部構造において、前記エンジンコンパートメント内部品が、車体後方側へ突出する突出部を有し、前記オフセット衝突時に、前記ガイド部が、前記突出部を受け止めつつ反衝突側へ誘導することを特徴としている。
【0008】
請求項2に記載の発明によれば、上記オフセット衝突時には、エンジンコンパートメント内部品の突出部が、サブフレームに設けられたガイド部に当たる。したがって、ガイド部に対するエンジンコンパートメント内部品の摺動抵抗が低減され、エンジンコンパートメント内部品は、確実に反衝突側へ誘導される。よって、エンジンコンパートメント内部品の車室側への進入量をより一層低減することができる。
【発明の効果】
【0009】
以上のように、本発明によれば、オフセット衝突時におけるエンジンコンパートメント内部品の車体後方側への移動に伴う荷重を効率よく分散できる車体前部構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図1は本実施形態に係る車体前部構造10を示す概略斜視図であり、図2は同じく概略平面図、図3は同じく概略側面図である。そして、図4はサブフレーム30を示す概略斜視図であり、図5はサブフレーム30のガイド部40を示す概略断面図である。また、図6はオフセット衝突時の車体前部構造10を示す概略平面図である。なお、各図において適宜示される矢印FRは車体前方向を示し、矢印UPは車体上方向を示す。
【0011】
図1〜図3で示すように、車体12の前部における両側部には、車体前後方向を長手方向とする左右一対のフロントサイドメンバ14、16が、車体左方側と車体右方側に所定の間隔を隔てて配設されている。そして、その左右一対のフロントサイドメンバ14、16の車体前方側端部には、車幅方向を長手方向とするフロントバンパリインフォース18が、各フロントサイドメンバ14、16を連結するように取り付けられている。
【0012】
また、各フロントサイドメンバ14、16は、車体後方側の中途部に傾斜部14A、16A(キック部)を有しており、その傾斜部14A、16Aよりも車体前方側の各フロントサイドメンバ14B、16Bが、車体後方側の各フロントサイドメンバ14C、16Cよりも所定高さ高い位置(高位)で、車体前後方向に延在するようになっている。
【0013】
また、フロントバンパリインフォース18と車体前方側の各フロントサイドメンバ14B、16Bとの間で形成された空間は、エンジンコンパートメント20とされており、その内部における車体右側には、エンジン22が配設されている。そして、エンジンコンパートメント20の内部における車体左側には、例えばトランスミッション等を含むケース(エンジンコンパートメント内部品)24が配設されている。
【0014】
このように、エンジン22とケース24は、左右のフロントサイドメンバ14B、16B間において、車幅方向に隣接して配置され、ケース24が車幅方向にオフセットされて配置される構成になっている。そして、そのケース24の車体後方側端部には、エンジン22の車体後方側端面22Aよりも車体後方側へ突出する突出部26が形成されている。
【0015】
また、車体前方側の各フロントサイドメンバ14B、16Bの車体下方側には、フロントサスペンションアーム(図示省略)やエンジン22及びケース24を支持するフロントサスペンションメンバとしてのサブフレーム30が配設されている。
【0016】
このサブフレーム30は、図4で詳細に示すように、車体12の両側部で車体前後方向に延在する左右一対のサイドフレーム34、36と、左右一対のサイドフレーム34、36の車体前方側端部を車幅方向に沿って一体に連結するフロントフレーム32と、左右一対のサイドフレーム34、36の車体後方側端部を車幅方向に沿って一体に連結するリアフレーム38とを有しており、平面視で略「井」型形状に形成されている。
【0017】
そして、このサブフレーム30の各サイドフレーム34、36の車体前方側端部及び車体後方側端部には、それぞれ支持部材(サスペンションマウント又はブラケット)28の車体下方側端部が取り付けられており、各支持部材28の車体上方側端部は、それぞれ車体前方側の各フロントサイドメンバ14B、16Bの下面に取り付けられている。
【0018】
これにより、サブフレーム30が左右一対のフロントサイドメンバ14、16に吊り下げられた状態に支持される構成である。また、詳細には図示しないが、サブフレーム30のフロントフレーム32と各サイドフレーム34、36によって、エンジン22及びケース24がそれぞれ支持される構成になっている。
【0019】
また、サブフレーム30のリアフレーム38の上面には、ケース24の車体前方側が衝突するオフセット衝突時に、車体後方側へ移動(後退)して来たケース24を受け止めつつ反衝突側へ誘導するガイド部40が設けられている。このガイド部40は、図2で示す幅Dが一定な断面略ハット状に形成され、車体前方側を上側として見た平面視で、右斜め下側へ傾斜するように取り付けられている。
【0020】
すなわち、ケース24の突出部26を受け止めるガイド部40の前壁面40Aは、ケース24側よりもエンジン22側の方が車体後方側に位置するように傾斜配置されており、受け止めたケース24を略車幅方向(右側)へ誘導(ガイド)できるようになっている。そして、図5で示すように、車体前方側のフランジ部42は、スポット溶接50によって、リアフレーム38の上面に接合されている。
【0021】
一方、車体後方側のフランジ部44は、ボルト46及び(リアフレーム38に予め設けられている)ウエルドナット48によって、リアフレーム38の上面に取り付けられており、ガイド部40はリアフレーム38とで閉断面構造を形成するようになっている。これにより、ガイド部40の剛性が確保され、後退して来るケース24を良好に受け止められる構成である。
【0022】
なお、車体前方側のフランジ部42をスポット溶接50によってリアフレーム38の上面に接合しているのは、そのフランジ部42をボルト46及びウエルドナット48によってリアフレーム38の上面に取り付けてしまうと、オフセット衝突時に受け止めたケース24の突出部26を、そのボルト46によって(ボルト46が干渉して)、反衝突側へ滑らせ(摺動させ)難くしてしまうからである。また、車体後方側のフランジ部44をスポット溶接50によってリアフレーム38の上面に接合してもよいことは言うまでもない。
【0023】
また、図2、図3で示すように、車体後方側のフロントサイドメンバ14C、16Cの上面には、略平板状のフロントフロア52が設けられている。そして、このフロントフロア52よりも車体前方側には、フロントサイドメンバ14、16の傾斜部14A、16Aに沿って車体上方側へ延在するとともに、その傾斜部14A、16Aの車体上方側から車体上方向へ向かって延在する略平板状のダッシュパネル54が、フロントフロア52に連結して設けられている。
【0024】
また、フロントサイドメンバ14、16の傾斜部14A、16Aの車体上方側には、車幅方向を長手方向とするダッシュクロスメンバ56が配設されており、このダッシュクロスメンバ56に、ダッシュパネル54の前面(車体前方側を向いている面)が取り付けられている。これにより、ダッシュパネル54がダッシュクロスメンバ56によって補強される構成である。そして、フロントフロア52の車体上方側で、かつダッシュパネル54の車体後方側に車室58が形成されるようになっている。
【0025】
以上のような構成の車体前部構造10において、次にその作用について主に図6を基に説明する。図6で示すように、障壁Wに車体12の左側(ケース24が配設されている側)がオフセット衝突すると、フロントバンパリインフォース18を介して左側のフロントサイドメンバ14及びサブフレーム30の左側のサイドフレーム34、トランスミッション等を含むケース24へ、その衝撃(衝突荷重)が入力される。
【0026】
すると、左側のフロントサイドメンバ14及びサブフレーム30の左側のサイドフレーム34が軸方向(車体前後方向)に圧縮されて、その衝突荷重を吸収するとともに、サイドフレーム34に入力された衝突荷重は、支持部材28を介して左側のフロントサイドメンバ14にも伝達され、そのフロントサイドメンバ14によっても吸収される。そして、ケース24に入力された衝突荷重により、そのケース24が車体後方側へ移動する。
【0027】
ここで、サブフレーム30のリアフレーム38の上面には、平面視でケース24側よりもエンジン22側の方が車体後方側に位置するように傾斜した前壁面40Aを備えたガイド部40が取り付けられているので、ケース24が車体後方側へ移動(後退)して来ると、その突出部26が前壁面40Aによって受け止められ、かつ、その前壁面40Aに沿って反衝突側(略車幅方向右側)へ誘導される(摺動させられる)。
【0028】
したがって、ケース24の車体後方側への移動に伴う衝突荷重は、ガイド部40からリアフレーム38を介して、サブフレーム30の左側のサイドフレーム34だけではなく、右側のサイドフレーム36にも伝達され、更にそのサイドフレーム36から支持部材28を介して、右側のフロントサイドメンバ16へ伝達される。
【0029】
つまり、車体12の左側が衝突するオフセット衝突時に入力された衝突荷重は、その衝突側である左側のフロントサイドメンバ14だけではなく、反衝突側である右側のフロントサイドメンバ16へも分散され、そのフロントサイドメンバ16が負担する衝突荷重を、ガイド部40が設けられていない構成に比べて増加させることができる(効率よく分散させることができる)。よって、車両全体の衝突時におけるエネルギー吸収効率を向上させることができる。
【0030】
また、ガイド部40の前壁面40Aに、ケース24の突出部26が当たる構成であると、ガイド部40に対するケース24の接触面積を小さくすることができる。つまり、ガイド部40に対するケース24の摺動抵抗(摩擦)を低減することができる。したがって、ケース24は確実に反衝突側へ誘導され(摺動でき)、ケース24の車室58側への進入量をより一層低減することができる。よって、車室58の変形をより一層抑制することができ、乗員の安全をより一層確保することができる。
【0031】
また、ケース24の突出部26がガイド部40の前壁面40Aに当たったとき、そのガイド部40が変形(後傾)することにより、その衝突荷重を吸収することもできる。したがって、ケース24の車室58側への進入量を更に低減することができる。また、ガイド部40は、サブフレーム30のリアフレーム38の上面に設けられる構成であるため、リアフレーム38の前面に設けられる構成に比べて、エンジンコンパートメント20の車体前後方向に設置スペースが取られない利点がある。
【0032】
更に、サブフレーム30のリアフレーム38にガイド部40を設けるだけで、フロントサイドメンバ14、16等の車体骨格部材を補強することがなく、その既存のフロントサイドメンバ14、16等の車体骨格部材を用いて、効率よく衝突荷重を吸収することができるため、車両の重量増加を抑制することができる。
【0033】
そして更に、サブフレーム30のリアフレーム38にガイド部40を設けることにより、衝突側だけではなく、反衝突側へも衝突荷重を分散させることができるため、フロントサイドメンバ14、16等の車体骨格部材に対する補強量を低減することができる。したがって、車両の軽量化を図ることもできる。
【0034】
なお、ガイド部40の形状は、図1〜図6で示すものに限定されるものではない。すなわち、例えば図7で示すように、ガイド部40の前壁面40Aの位置は変更せずに、車体後方側のフランジ部44をリアフレーム38の車体後方側の辺縁部に沿わせるようにして、幅Dが矢印LRで示す左側から右側へ行くに従って徐々に小さくなるような形状としてもよい。
【0035】
また、例えば図8で示すように、ガイド部40を中空状ではなく、中実状に構成してもよい(鋳物としてもよい)。この図7、図8で示すガイド部40の場合は、その重量が図1〜図6で示したものよりも増加するが、ガイド部40の剛性をより一層向上させることができる利点がある。つまり、この場合は、後退して来たケース24の突出部26をより確実に受け止めつつ反衝突側へ誘導することができ、そのケース24の車室58側への進入量をより一層低減することができる。
【0036】
また、例えば図9で示すように、リアフレーム38の板厚を厚くする(高さを高くする)とともに、そのリアフレーム38の車体前方側壁面38Aの上部に、ガイド部40の前壁面40Aと同様に傾斜した前壁面39Aを有するガイド溝39を形成し、その前壁面39Aで、後退して来たケース24の突出部26を受け止めつつ反衝突側へ誘導する構成としてもよい。
【0037】
この場合、リアフレーム38は、図10(A)で示すような中空状に構成してもよいし、図10(B)で示すような中実状に構成してもよい。中実状に構成した場合は、上記図7、図8の場合と同様に、後退して来たケース24の突出部26をより確実に受け止めつつ反衝突側へ誘導することができ、そのケース24の車室58側への進入量をより一層低減することができる。
【0038】
以上、本実施形態に係る車体前部構造10について、図面に示す実施例を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造10は、図示の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、ガイド部40の前壁面40A(ガイド溝39の前壁面39A)に対してケース24の摺動抵抗(摩擦)が増加するような構成でなければ、ケース24に突出部26が形成されていない構成であってもよい。
【0039】
また、本実施例では、エンジン22が車体右側に配設され、トランスミッション等を含むケース24が車体左側に配設されているが、エンジン22が車体左側に配設され、トランスミッション等を含むケース24が車体右側に配設されている場合でも、同様に適用可能である。すなわち、この場合には、ガイド部40の前壁面40A(ガイド溝39の前壁面39A)は、車体前方側を上側として見た平面視で、左斜め下側へ傾斜するように設けられればよい。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】車体前部構造を示す概略斜視図
【図2】車体前部構造を示す概略平面図
【図3】車体前部構造を示す概略側面図
【図4】サブフレームを示す概略斜視図
【図5】サブフレームのガイド部を示す概略断面図
【図6】オフセット衝突時の車体前部構造を示す概略平面図
【図7】サブフレームの変形例を示す概略斜視図
【図8】サブフレームの変形例を示す概略断面図
【図9】サブフレームの変形例を示す概略斜視図
【図10】サブフレームの変形例を示す概略断面図
【符号の説明】
【0041】
10 車体前部構造
12 車体
14 フロントサイドメンバ
16 フロントサイドメンバ
18 フロントバンパリインフォース
20 エンジンコンパートメント
22 エンジン
24 ケース(エンジンコンパートメント内部品)
26 突出部
28 支持部材
30 サブフレーム
32 フロントフレーム
34 サイドフレーム
36 サイドフレーム
38 リアフレーム
40 ガイド部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体両側部に車体前後方向を長手方向として配設されるとともに、車体前方側が車体後方側よりも高位となるように形成された一対のフロントサイドメンバと、
車体前方側における前記フロントサイドメンバの車体下方側に支持部材を介して支持され、該フロントサイドメンバ間に車幅方向にオフセットされて配置されたエンジンコンパートメント内部品を支持するサブフレームと、
前記サブフレームに設けられ、前記エンジンコンパートメント内部品の車体前方側が衝突するオフセット衝突時に、車体後方側へ移動して来た前記エンジンコンパートメント内部品を受け止めつつ反衝突側へ誘導するガイド部と、
を備えたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項2】
前記エンジンコンパートメント内部品が、車体後方側へ突出する突出部を有し、前記オフセット衝突時に、前記ガイド部が、前記突出部を受け止めつつ反衝突側へ誘導することを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−115946(P2010−115946A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−288754(P2008−288754)
【出願日】平成20年11月11日(2008.11.11)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】