車体前部構造
【課題】フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止できるようにする。
【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と、車体前方側における一対のフロントサイドメンバ１４の車体下方側に配設され、一対のフロントサイドメンバ１４間に配置されたパワーユニット２６を支持するサブフレーム３０と、サブフレーム３０に下端部３４Ａが取り付けられ、上端部３４Ｂが一対のフロントサイドメンバ１４に回動可能に取り付けられた後側取付部３４と、サブフレーム３０に下端部３６Ａが取り付けられ、上端部３６Ｂがサブフレーム３０に車体前方側から入力される荷重により一対のフロントサイドメンバ１４から離脱可能に取り付けられた前側取付部３６と、を備えた車体前部構造１０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と、車体前方側における一対のフロントサイドメンバ１４の車体下方側に配設され、一対のフロントサイドメンバ１４間に配置されたパワーユニット２６を支持するサブフレーム３０と、サブフレーム３０に下端部３４Ａが取り付けられ、上端部３４Ｂが一対のフロントサイドメンバ１４に回動可能に取り付けられた後側取付部３４と、サブフレーム３０に下端部３６Ａが取り付けられ、上端部３６Ｂがサブフレーム３０に車体前方側から入力される荷重により一対のフロントサイドメンバ１４から離脱可能に取り付けられた前側取付部３６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】
車両の前面衝突時に、パワーユニットを支持するサブフレームが下向きに折れ変形して、そのパワーユニットを下方へ移動させ、軸圧縮変形することで衝撃荷重を吸収するフロントサイドメンバが上方へ向かって折れ変形するのを抑制するようにしたパワーユニット支持構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２９５８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、このような支持構造では、車両の前面衝突時に、サブフレームが折れ変形するだけで、フロントサイドメンバから離脱する構成ではないため、フロントサイドメンバの軸圧縮変形を、そのサブフレームが阻害するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止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】
【０００６】
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一対のフロントサイドメンバの車体下方側に配設され、前記一対のフロントサイドメンバ間に配置されたパワーユニットを支持するサブフレームと、前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記一対のフロントサイドメンバに回動可能に取り付けられた後側取付部と、前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記サブフレームに車体前方側から入力される荷重により前記一対のフロントサイドメンバから離脱可能に取り付けられた前側取付部と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、車両の前面衝突時に、サブフレームに対して車体前方側から入力された荷重により、前側取付部の上端部が、一対のフロントサイドメンバから離脱される。これにより、サブフレームは、一対のフロントサイドメンバに回動可能に取り付けられている後側取付部の上端部を中心に、車体下後方側へ向かって回動する。したがって、フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止することができる。
【０００８】
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であって、前記サブフレームは、車体前方側が車体後方側よりも低位となるように傾斜配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、サブフレームが、車体前方側が車体後方側よりも低位となるように傾斜配置されている。したがって、サブフレームに対して車体前方側から入力された荷重により、サブフレームには、車体下方側へ向かう分力が作用する。これにより、前側取付部の上端部の一対のフロントサイドメンバからの離脱性を向上させることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造であって、前記一対のフロントサイドメンバに形成され、前記前側取付部の上端部が取り付けられた被取付部と、前記前側取付部の上端部又は前記被取付部に形成され、前記荷重によって破断される脆弱部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、サブフレームに対して車体前方側から入力された荷重によって破断される脆弱部が、前側取付部の上端部又は被取付部に形成されている。したがって、その荷重により、前側取付部の上端部を、一対のフロントサイドメンバから確実に離脱させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止できる車体前部構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車体前部構造を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る車体前部構造を示す側面図である。
【図３】本実施形態に係る車体前部構造を示す車体前方側から見た正面図である。
【図４】本実施形態に係る車体前部構造の前側取付部の構成を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る車体前部構造の前面衝突時の状態を示す側面図である。
【図６】本実施形態に係る車体前部構造の前面衝突時の状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、各図において適宜記す矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。
【００１５】
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中空角柱状の左右一対のフロントサイドメンバ１４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、各フロントサイドメンバ１４の車体前方側端部には、それぞれクラッシュボックス１６が設けられており、各クラッシュボックス１６の車体前方側端部を連結するように、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メント１８が取り付けられている。
【００１６】
また、各フロントサイドメンバ１４は、車体後方側の中途部にそれぞれ傾斜部（キック部）１４Ａを有しており、各傾斜部１４Ａよりも車体前方側の各フロントサイドメンバ１４Ｂが、車体後方側の各フロントサイドメンバ（フロアアンダーリインフォースメント）１４Ｃ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。
【００１７】
また、フロントバンパリインフォースメント１８と車体前方側の各フロントサイドメンバ１４Ｂ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、例えばエンジン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２４が配設されている（図２参照）。
【００１８】
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間において、車幅方向に隣接して配置されており、エンジン２２とケース２４とで、本実施形態におけるパワーユニット２６が構成されている。そして、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側には、左右のフロントサスペンションアーム２８や、エンジン２２及びケース２４（パワーユニット２６）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。
【００１９】
このサブフレーム３０は、エンジン２２及びケース２４（パワーユニット２６）を車体後方側から支持する略平板状の本体部３２を有している。この本体部３２は、図２で示す側面視で、車体前方側端部が車体後方側端部よりも所定高さ低い位置（低位）となるように、所定の角度で傾斜配置されている。そして、図１で示すように、本体部３２の左右両側部（側面）には、それぞれ平面視略「Ｌ」字型形状のフロントサスペンションアーム２８が取り付けられている。
【００２０】
詳細には、各フロントサスペンションアーム２８の車体前方側には、車体前後方向を軸方向とする貫通孔を備えた取付部２８Ａが一体に形成されており、本体部３２の車体前方側の両側面には、それぞれ車体前後方向を軸方向とする貫通孔を備えた一対の取付ブラケット３２Ａが一体に形成されている。
【００２１】
したがって、一対の取付ブラケット３２Ａ間に取付部２８Ａを配置し、車体前後方向で連通した貫通孔にボルト７０を挿通してナット７２に螺合することにより、各フロントサスペンションアーム２８の取付部２８Ａが、本体部３２の車体前方側の両側面に、車体上下方向に回動可能に連結される構成である。
【００２２】
また、各フロントサスペンションアーム２８の車体後方側には、ボールジョイント２９が設けられており、各ボールジョイント２９は、傾斜部１４Ａの車体下後方側に一体に形成された各取付ブラケット１７に、ボルト７０等によって取り付けられるようになっている。
【００２３】
また、本体部３２の車体後方側端部における左右両側には、それぞれ下端部３４Ａが一体に取り付けられた略中空角柱状の一対の後側取付部３４が設けられており、各後側取付部３４の略円筒状とされた上端部３４Ｂは、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側（傾斜部１４Ａの車体下前方側）に回動可能に連結されている。
【００２４】
詳細には、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側（傾斜部１４Ａの車体下前方側）には、それぞれ一対の取付ブラケット１５が一体に形成されており、各取付ブラケット１５には、車幅方向を軸方向とする貫通孔が形成されている。そして、各後側取付部３４の上端部３４Ｂにも、車幅方向を軸方向とする貫通孔が形成されている。
【００２５】
したがって、一対の取付ブラケット１５間に上端部３４Ｂを配置し、車幅方向で連通した貫通孔にボルト７０を挿通してナット７２に螺合することにより、各後側取付部３４の上端部３４Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側に、車体上下方向に回動可能に連結される構成である。
【００２６】
なお、図示しないが、各後側取付部３４の上端部３４Ｂに、車幅方向が軸方向となるシャフトを備えた弾性体（ゴムブッシュ等）を設け、そのシャフトを各取付ブラケット１５の貫通孔に挿通させることで、各後側取付部３４を各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側に回動可能に連結する構造にしてもよい。
【００２７】
一方、本体部３２の車体前方側端部近傍における左右両側には、それぞれ下端部３６Ａが一体に取り付けられた略中空角柱状の一対の前側取付部３６が設けられており、各前側取付部３６の二股状で平板状の上端部３６Ｂ（図４参照）は、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側に、本体部３２（サブフレーム３０）に所定の荷重が加えられたときに、離脱可能となるように連結されている。
【００２８】
詳細には、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側には、それぞれ被取付部としての一対の取付ブラケット１３が一体に形成されており、各取付ブラケット１３には、車幅方向を軸方向とする貫通孔１３Ａが形成されている。そして、図４で詳細に示すように、各前側取付部３６の上端部３６Ｂにも、車幅方向を軸方向とする貫通孔３６Ｃが形成されている。
【００２９】
したがって、一対の取付ブラケット１３間に上端部３６Ｂを配置し、車幅方向で連通した貫通孔１３Ａ、３６Ｃにボルト７０を挿通してナット７２に螺合することにより、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側に連結される構成である。つまり、前側取付部３６及び後側取付部３４により、サブフレーム３０が、左右のフロントサイドメンバ１４Ｂ間に吊り下げられた状態に支持される構成である。
【００３０】
そして、図２、図４で示すように、各前側取付部３６の貫通孔３６Ｃよりも上側には、板厚を低減させることによって構成された脆弱部３８が直線状に形成されている。したがって、車両の前面衝突時に、車体前方側から入力された荷重により、パワーユニット２６を介して、サブフレーム３０（本体部３２）が車体下方側へ押圧されると、その押圧力によって（ボルト７０に相対的に押圧されることで）、脆弱部３８が破断される構成である。
【００３１】
つまり、これにより、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）から離脱され、サブフレーム３０（本体部３２）が、各後側取付部３４の上端部３４Ｂにおけるボルト７０の軸を中心に、車体下後方側へ回動可能となる構成である（図５、図６参照）。
【００３２】
また、本体部３２の上面には、車幅方向を長手方向とする円筒状のラックハウジング４２を備えたステアリングギアボックス４０が、左右一対の固定具４１によって固定されている。なお、ラックハウジング４２の車幅方向外側には、ゴム製のブーツ４４が設けられており、ラックハウジング４２内から車幅方向外側へ延設されたタイロッド４６が、そのブーツ４４から車幅方向外側へ突出されている。
【００３３】
更に、ステアリングギアボックス４０のラックハウジング４２の所定位置には、ピニオンギア（図示省略）を収容する略円柱状のピニオンハウジング４８が一体に形成されている。ピニオンギアは、ラックハウジング４２内において、車幅方向に移動可能に支持されているラックバー（図示省略）に噛合されており、このラックバーにタイロッド４６が接続されている。
【００３４】
また、ステアリングシャフト５２は、ピニオンシャフト５６からダッシュパネル６４（図２、図３参照）を貫通して配置された中間シャフト５４によって連結されており、ステアリングシャフト５２と中間シャフト５４との連結部、及び中間シャフト５４とピニオンシャフト５６との連結部には、それぞれユニバーサルジョイント５３、５５が設けられている。そして、ステアリングシャフト５２の上端部には、ステアリングホイール５０が取り付けられている。
【００３５】
また、車体後方側の各フロントサイドメンバ１４Ｃの上面には、略平板状のフロントフロア６２が設けられている。そして、このフロントフロア６２よりも車体前方側には、フロントサイドメンバ１４の傾斜部１４Ａに沿って車体上方側へ延在するとともに、その傾斜部１４Ａ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６４が、フロントフロア６２に連結して設けられている。
【００３６】
また、各フロントサイドメンバ１４の傾斜部１４Ａ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５８が配設されており、このダッシュクロスメンバ５８に、ダッシュパネル６４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６４がダッシュクロスメンバ５８によって補強される構成である。
【００３７】
そして、フロントフロア６２の車体上方側で、かつダッシュパネル６４の車体後方側に車室６０が形成されるようになっている。また、車体後方側の各フロントサイドメンバ１４Ｃ間の車幅方向中央部には、車体前後方向に長い（各フロントサイドメンバ１４Ｃと平行な）フロアトンネル６６が、その一部を側面視でフロントフロア６２から車体上方側へ突出させた状態で設けられている。
【００３８】
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５、図６を基に説明する。図５で示すように、障壁Ｗに対して車両（車体１２）が前面衝突すると、フロントバンパリインフォースメント１８を介して、その衝撃による荷重が各クラッシュボックス１６に入力され、各クラッシュボックス１６が軸方向（車体前後方向）に圧縮変形する。
【００３９】
これにより、ある程度の荷重が、各クラッシュボックス１６により吸収されるが、吸収しきれなかった荷重は、各フロントサイドメンバ１４Ｂ及びパワーユニット２６に入力される。すなわち、各フロントサイドメンバ１４Ｂに入力された荷重は、各フロントサイドメンバ１４Ｂが軸方向（車体前後方向）に圧縮変形（軸圧縮変形）することで吸収される（図６参照）。
【００４０】
一方、パワーユニット２６に入力された荷重は、サブフレーム３０の本体部３２へ伝達される。ここで、サブフレーム３０の本体部３２は、車体前方側端部が車体後方側端部よりも低位となるように、所定の角度で傾斜配置されている。したがって、パワーユニット２６を介して、サブフレーム３０の本体部３２に、車体前方側から荷重が入力されると、その本体部３２には、車体下方側へ向かうような押圧力（分力）が作用する。
【００４１】
つまり、各前側取付部３６の上端部３６Ｂに対し、車体下方側へ引っ張られるような押圧力（荷重）が作用する。したがって、各前側取付部３６の上端部３６Ｂに形成された脆弱部３８は、ボルト７０に相対的に押圧されることによって確実に破断され、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）から確実に離脱される。
【００４２】
このように、サブフレーム３０の本体部３２が、車体前方側端部が車体後方側端部よりも低位となるような所定角度の傾斜配置とされていると、車両の前面衝突時に（車体前方側から荷重が入力されたときに）、各前側取付部３６の上端部３６Ｂの各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）からの離脱性を向上させることができる。
【００４３】
こうして、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）から離脱すると、サブフレーム３０（本体部３２）は、各後側取付部３４の上端部３４Ｂ（ボルト７０）を中心に、車体下後方側へ回動し、パワーユニット２６が、その回動を促しつつ、車体下後方側へ移動する。
【００４４】
したがって、各フロントサイドメンバ１４Ｂ間において、サブフレーム３０（本体部３２）が車体前後方向に延在して突っ張ることがなく、図６で示すように、各フロントサイドメンバ１４Ｂの軸圧縮変形（軸圧壊）が、サブフレーム３０（本体部３２）によって阻害されることを抑制又は防止することができる。よって、各フロントサイドメンバ１４Ｂにおいて、衝撃（荷重）吸収のためのクラッシュストロークを有効に確保することができる。
【００４５】
また、各フロントサイドメンバ１４Ｂ間において、サブフレーム３０（本体部３２）が車体前後方向に延在して突っ張ることがなくなるため、サブフレーム３０を介して、車体後方側の各フロントサイドメンバ１４Ｃへ直接荷重が伝達されることがない。したがって、サブフレーム３０から各フロントサイドメンバ１４Ｃへ直接荷重が伝達されることで生じる、車体１２が前傾姿勢を取るようなピッチング方向へのモーメントを抑制又は防止することができる。
【００４６】
また、サブフレーム３０（本体部３２）の上面には、ステアリングギアボックス４０（ラックハウジング４２）が固定されている。そのため、サブフレーム３０の車体下後方側への回動に伴い、ピニオンシャフト５６、中間シャフト５４、ステアリングシャフト５２を介して、ステアリングホイール５０が、車体前方側へ引っ張られる。したがって、車両の前面衝突時において、車室６０の前後方向の空間が広く確保される。
【００４７】
なお、各フロントサイドメンバ１４Ｂの軸圧縮変形（軸圧壊）により吸収しきれなかった荷重は、図６で示すように、車両の重心高さと略同じ高さに配置されているダッシュクロスメンバ５８や、フロアトンネル６６及び各フロントサイドメンバ１４Ｃに分散されて伝達される。したがって、車体１２全体の前面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。また、これにより、車室６０の変形を抑制することができる。
【００４８】
以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のもの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、脆弱部３８は、前側取付部３６の上端部３６Ｂではなく、被取付部である取付ブラケット１３に形成する構成にしてもよい。また、その離脱手段は、図示の脆弱部３８に限定されるものではない。
【００４９】
更に、図示の車体前部構造１０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。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 車体前部構造
１３ 取付ブラケット（被取付部）
１４ フロントサイドメンバ
２６ パワーユニット
３０ サブフレーム
３４ 後側取付部
３４Ａ 下端部
３４Ｂ 上端部
３６ 前側取付部
３６Ａ 下端部
３６Ｂ 上端部
３８ 脆弱部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前面衝突時に、パワーユニットを支持するサブフレームが下向きに折れ変形して、そのパワーユニットを下方へ移動させ、軸圧縮変形することで衝撃荷重を吸収するフロントサイドメンバが上方へ向かって折れ変形するのを抑制するようにしたパワーユニット支持構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２９５８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、このような支持構造では、車両の前面衝突時に、サブフレームが折れ変形するだけで、フロントサイドメンバから離脱する構成ではないため、フロントサイドメンバの軸圧縮変形を、そのサブフレームが阻害するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止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】
【０００６】
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一対のフロントサイドメンバの車体下方側に配設され、前記一対のフロントサイドメンバ間に配置されたパワーユニットを支持するサブフレームと、前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記一対のフロントサイドメンバに回動可能に取り付けられた後側取付部と、前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記サブフレームに車体前方側から入力される荷重により前記一対のフロントサイドメンバから離脱可能に取り付けられた前側取付部と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、車両の前面衝突時に、サブフレームに対して車体前方側から入力された荷重により、前側取付部の上端部が、一対のフロントサイドメンバから離脱される。これにより、サブフレームは、一対のフロントサイドメンバに回動可能に取り付けられている後側取付部の上端部を中心に、車体下後方側へ向かって回動する。したがって、フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止することができる。
【０００８】
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であって、前記サブフレームは、車体前方側が車体後方側よりも低位となるように傾斜配置されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、サブフレームが、車体前方側が車体後方側よりも低位となるように傾斜配置されている。したがって、サブフレームに対して車体前方側から入力された荷重により、サブフレームには、車体下方側へ向かう分力が作用する。これにより、前側取付部の上端部の一対のフロントサイドメンバからの離脱性を向上させることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造であって、前記一対のフロントサイドメンバに形成され、前記前側取付部の上端部が取り付けられた被取付部と、前記前側取付部の上端部又は前記被取付部に形成され、前記荷重によって破断される脆弱部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、サブフレームに対して車体前方側から入力された荷重によって破断される脆弱部が、前側取付部の上端部又は被取付部に形成されている。したがって、その荷重により、前側取付部の上端部を、一対のフロントサイドメンバから確実に離脱させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、フロントサイドメンバの軸圧縮変形がサブフレームによって阻害されることを抑制又は防止できる車体前部構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車体前部構造を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る車体前部構造を示す側面図である。
【図３】本実施形態に係る車体前部構造を示す車体前方側から見た正面図である。
【図４】本実施形態に係る車体前部構造の前側取付部の構成を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る車体前部構造の前面衝突時の状態を示す側面図である。
【図６】本実施形態に係る車体前部構造の前面衝突時の状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、各図において適宜記す矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。
【００１５】
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中空角柱状の左右一対のフロントサイドメンバ１４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、各フロントサイドメンバ１４の車体前方側端部には、それぞれクラッシュボックス１６が設けられており、各クラッシュボックス１６の車体前方側端部を連結するように、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メント１８が取り付けられている。
【００１６】
また、各フロントサイドメンバ１４は、車体後方側の中途部にそれぞれ傾斜部（キック部）１４Ａを有しており、各傾斜部１４Ａよりも車体前方側の各フロントサイドメンバ１４Ｂが、車体後方側の各フロントサイドメンバ（フロアアンダーリインフォースメント）１４Ｃ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。
【００１７】
また、フロントバンパリインフォースメント１８と車体前方側の各フロントサイドメンバ１４Ｂ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、例えばエンジン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２４が配設されている（図２参照）。
【００１８】
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間において、車幅方向に隣接して配置されており、エンジン２２とケース２４とで、本実施形態におけるパワーユニット２６が構成されている。そして、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側には、左右のフロントサスペンションアーム２８や、エンジン２２及びケース２４（パワーユニット２６）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。
【００１９】
このサブフレーム３０は、エンジン２２及びケース２４（パワーユニット２６）を車体後方側から支持する略平板状の本体部３２を有している。この本体部３２は、図２で示す側面視で、車体前方側端部が車体後方側端部よりも所定高さ低い位置（低位）となるように、所定の角度で傾斜配置されている。そして、図１で示すように、本体部３２の左右両側部（側面）には、それぞれ平面視略「Ｌ」字型形状のフロントサスペンションアーム２８が取り付けられている。
【００２０】
詳細には、各フロントサスペンションアーム２８の車体前方側には、車体前後方向を軸方向とする貫通孔を備えた取付部２８Ａが一体に形成されており、本体部３２の車体前方側の両側面には、それぞれ車体前後方向を軸方向とする貫通孔を備えた一対の取付ブラケット３２Ａが一体に形成されている。
【００２１】
したがって、一対の取付ブラケット３２Ａ間に取付部２８Ａを配置し、車体前後方向で連通した貫通孔にボルト７０を挿通してナット７２に螺合することにより、各フロントサスペンションアーム２８の取付部２８Ａが、本体部３２の車体前方側の両側面に、車体上下方向に回動可能に連結される構成である。
【００２２】
また、各フロントサスペンションアーム２８の車体後方側には、ボールジョイント２９が設けられており、各ボールジョイント２９は、傾斜部１４Ａの車体下後方側に一体に形成された各取付ブラケット１７に、ボルト７０等によって取り付けられるようになっている。
【００２３】
また、本体部３２の車体後方側端部における左右両側には、それぞれ下端部３４Ａが一体に取り付けられた略中空角柱状の一対の後側取付部３４が設けられており、各後側取付部３４の略円筒状とされた上端部３４Ｂは、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側（傾斜部１４Ａの車体下前方側）に回動可能に連結されている。
【００２４】
詳細には、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側（傾斜部１４Ａの車体下前方側）には、それぞれ一対の取付ブラケット１５が一体に形成されており、各取付ブラケット１５には、車幅方向を軸方向とする貫通孔が形成されている。そして、各後側取付部３４の上端部３４Ｂにも、車幅方向を軸方向とする貫通孔が形成されている。
【００２５】
したがって、一対の取付ブラケット１５間に上端部３４Ｂを配置し、車幅方向で連通した貫通孔にボルト７０を挿通してナット７２に螺合することにより、各後側取付部３４の上端部３４Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側に、車体上下方向に回動可能に連結される構成である。
【００２６】
なお、図示しないが、各後側取付部３４の上端部３４Ｂに、車幅方向が軸方向となるシャフトを備えた弾性体（ゴムブッシュ等）を設け、そのシャフトを各取付ブラケット１５の貫通孔に挿通させることで、各後側取付部３４を各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下後方側に回動可能に連結する構造にしてもよい。
【００２７】
一方、本体部３２の車体前方側端部近傍における左右両側には、それぞれ下端部３６Ａが一体に取り付けられた略中空角柱状の一対の前側取付部３６が設けられており、各前側取付部３６の二股状で平板状の上端部３６Ｂ（図４参照）は、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側に、本体部３２（サブフレーム３０）に所定の荷重が加えられたときに、離脱可能となるように連結されている。
【００２８】
詳細には、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側には、それぞれ被取付部としての一対の取付ブラケット１３が一体に形成されており、各取付ブラケット１３には、車幅方向を軸方向とする貫通孔１３Ａが形成されている。そして、図４で詳細に示すように、各前側取付部３６の上端部３６Ｂにも、車幅方向を軸方向とする貫通孔３６Ｃが形成されている。
【００２９】
したがって、一対の取付ブラケット１３間に上端部３６Ｂを配置し、車幅方向で連通した貫通孔１３Ａ、３６Ｃにボルト７０を挿通してナット７２に螺合することにより、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂの車体下方側に連結される構成である。つまり、前側取付部３６及び後側取付部３４により、サブフレーム３０が、左右のフロントサイドメンバ１４Ｂ間に吊り下げられた状態に支持される構成である。
【００３０】
そして、図２、図４で示すように、各前側取付部３６の貫通孔３６Ｃよりも上側には、板厚を低減させることによって構成された脆弱部３８が直線状に形成されている。したがって、車両の前面衝突時に、車体前方側から入力された荷重により、パワーユニット２６を介して、サブフレーム３０（本体部３２）が車体下方側へ押圧されると、その押圧力によって（ボルト７０に相対的に押圧されることで）、脆弱部３８が破断される構成である。
【００３１】
つまり、これにより、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）から離脱され、サブフレーム３０（本体部３２）が、各後側取付部３４の上端部３４Ｂにおけるボルト７０の軸を中心に、車体下後方側へ回動可能となる構成である（図５、図６参照）。
【００３２】
また、本体部３２の上面には、車幅方向を長手方向とする円筒状のラックハウジング４２を備えたステアリングギアボックス４０が、左右一対の固定具４１によって固定されている。なお、ラックハウジング４２の車幅方向外側には、ゴム製のブーツ４４が設けられており、ラックハウジング４２内から車幅方向外側へ延設されたタイロッド４６が、そのブーツ４４から車幅方向外側へ突出されている。
【００３３】
更に、ステアリングギアボックス４０のラックハウジング４２の所定位置には、ピニオンギア（図示省略）を収容する略円柱状のピニオンハウジング４８が一体に形成されている。ピニオンギアは、ラックハウジング４２内において、車幅方向に移動可能に支持されているラックバー（図示省略）に噛合されており、このラックバーにタイロッド４６が接続されている。
【００３４】
また、ステアリングシャフト５２は、ピニオンシャフト５６からダッシュパネル６４（図２、図３参照）を貫通して配置された中間シャフト５４によって連結されており、ステアリングシャフト５２と中間シャフト５４との連結部、及び中間シャフト５４とピニオンシャフト５６との連結部には、それぞれユニバーサルジョイント５３、５５が設けられている。そして、ステアリングシャフト５２の上端部には、ステアリングホイール５０が取り付けられている。
【００３５】
また、車体後方側の各フロントサイドメンバ１４Ｃの上面には、略平板状のフロントフロア６２が設けられている。そして、このフロントフロア６２よりも車体前方側には、フロントサイドメンバ１４の傾斜部１４Ａに沿って車体上方側へ延在するとともに、その傾斜部１４Ａ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６４が、フロントフロア６２に連結して設けられている。
【００３６】
また、各フロントサイドメンバ１４の傾斜部１４Ａ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５８が配設されており、このダッシュクロスメンバ５８に、ダッシュパネル６４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６４がダッシュクロスメンバ５８によって補強される構成である。
【００３７】
そして、フロントフロア６２の車体上方側で、かつダッシュパネル６４の車体後方側に車室６０が形成されるようになっている。また、車体後方側の各フロントサイドメンバ１４Ｃ間の車幅方向中央部には、車体前後方向に長い（各フロントサイドメンバ１４Ｃと平行な）フロアトンネル６６が、その一部を側面視でフロントフロア６２から車体上方側へ突出させた状態で設けられている。
【００３８】
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５、図６を基に説明する。図５で示すように、障壁Ｗに対して車両（車体１２）が前面衝突すると、フロントバンパリインフォースメント１８を介して、その衝撃による荷重が各クラッシュボックス１６に入力され、各クラッシュボックス１６が軸方向（車体前後方向）に圧縮変形する。
【００３９】
これにより、ある程度の荷重が、各クラッシュボックス１６により吸収されるが、吸収しきれなかった荷重は、各フロントサイドメンバ１４Ｂ及びパワーユニット２６に入力される。すなわち、各フロントサイドメンバ１４Ｂに入力された荷重は、各フロントサイドメンバ１４Ｂが軸方向（車体前後方向）に圧縮変形（軸圧縮変形）することで吸収される（図６参照）。
【００４０】
一方、パワーユニット２６に入力された荷重は、サブフレーム３０の本体部３２へ伝達される。ここで、サブフレーム３０の本体部３２は、車体前方側端部が車体後方側端部よりも低位となるように、所定の角度で傾斜配置されている。したがって、パワーユニット２６を介して、サブフレーム３０の本体部３２に、車体前方側から荷重が入力されると、その本体部３２には、車体下方側へ向かうような押圧力（分力）が作用する。
【００４１】
つまり、各前側取付部３６の上端部３６Ｂに対し、車体下方側へ引っ張られるような押圧力（荷重）が作用する。したがって、各前側取付部３６の上端部３６Ｂに形成された脆弱部３８は、ボルト７０に相対的に押圧されることによって確実に破断され、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）から確実に離脱される。
【００４２】
このように、サブフレーム３０の本体部３２が、車体前方側端部が車体後方側端部よりも低位となるような所定角度の傾斜配置とされていると、車両の前面衝突時に（車体前方側から荷重が入力されたときに）、各前側取付部３６の上端部３６Ｂの各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）からの離脱性を向上させることができる。
【００４３】
こうして、各前側取付部３６の上端部３６Ｂが、各フロントサイドメンバ１４Ｂ（各取付ブラケット１３）から離脱すると、サブフレーム３０（本体部３２）は、各後側取付部３４の上端部３４Ｂ（ボルト７０）を中心に、車体下後方側へ回動し、パワーユニット２６が、その回動を促しつつ、車体下後方側へ移動する。
【００４４】
したがって、各フロントサイドメンバ１４Ｂ間において、サブフレーム３０（本体部３２）が車体前後方向に延在して突っ張ることがなく、図６で示すように、各フロントサイドメンバ１４Ｂの軸圧縮変形（軸圧壊）が、サブフレーム３０（本体部３２）によって阻害されることを抑制又は防止することができる。よって、各フロントサイドメンバ１４Ｂにおいて、衝撃（荷重）吸収のためのクラッシュストロークを有効に確保することができる。
【００４５】
また、各フロントサイドメンバ１４Ｂ間において、サブフレーム３０（本体部３２）が車体前後方向に延在して突っ張ることがなくなるため、サブフレーム３０を介して、車体後方側の各フロントサイドメンバ１４Ｃへ直接荷重が伝達されることがない。したがって、サブフレーム３０から各フロントサイドメンバ１４Ｃへ直接荷重が伝達されることで生じる、車体１２が前傾姿勢を取るようなピッチング方向へのモーメントを抑制又は防止することができる。
【００４６】
また、サブフレーム３０（本体部３２）の上面には、ステアリングギアボックス４０（ラックハウジング４２）が固定されている。そのため、サブフレーム３０の車体下後方側への回動に伴い、ピニオンシャフト５６、中間シャフト５４、ステアリングシャフト５２を介して、ステアリングホイール５０が、車体前方側へ引っ張られる。したがって、車両の前面衝突時において、車室６０の前後方向の空間が広く確保される。
【００４７】
なお、各フロントサイドメンバ１４Ｂの軸圧縮変形（軸圧壊）により吸収しきれなかった荷重は、図６で示すように、車両の重心高さと略同じ高さに配置されているダッシュクロスメンバ５８や、フロアトンネル６６及び各フロントサイドメンバ１４Ｃに分散されて伝達される。したがって、車体１２全体の前面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。また、これにより、車室６０の変形を抑制することができる。
【００４８】
以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のもの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、脆弱部３８は、前側取付部３６の上端部３６Ｂではなく、被取付部である取付ブラケット１３に形成する構成にしてもよい。また、その離脱手段は、図示の脆弱部３８に限定されるものではない。
【００４９】
更に、図示の車体前部構造１０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。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 車体前部構造
１３ 取付ブラケット（被取付部）
１４ フロントサイドメンバ
２６ パワーユニット
３０ サブフレーム
３４ 後側取付部
３４Ａ 下端部
３４Ｂ 上端部
３６ 前側取付部
３６Ａ 下端部
３６Ｂ 上端部
３８ 脆弱部
【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一対のフロントサイドメンバの車体下方側に配設され、前記一対のフロントサイドメンバ間に配置されたパワーユニットを支持するサブフレームと、
前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記一対のフロントサイドメンバに回動可能に取り付けられた後側取付部と、
前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記サブフレームに車体前方側から入力される荷重により前記一対のフロントサイドメンバから離脱可能に取り付けられた前側取付部と、
を備えたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記サブフレームは、車体前方側が車体後方側よりも低位となるように傾斜配置されている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３】
前記一対のフロントサイドメンバに形成され、前記前側取付部の上端部が取り付けられた被取付部と、
前記前側取付部の上端部又は前記被取付部に形成され、前記荷重によって破断される脆弱部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。
【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一対のフロントサイドメンバの車体下方側に配設され、前記一対のフロントサイドメンバ間に配置されたパワーユニットを支持するサブフレームと、
前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記一対のフロントサイドメンバに回動可能に取り付けられた後側取付部と、
前記サブフレームに下端部が取り付けられ、上端部が前記サブフレームに車体前方側から入力される荷重により前記一対のフロントサイドメンバから離脱可能に取り付けられた前側取付部と、
を備えたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記サブフレームは、車体前方側が車体後方側よりも低位となるように傾斜配置されている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３】
前記一対のフロントサイドメンバに形成され、前記前側取付部の上端部が取り付けられた被取付部と、
前記前側取付部の上端部又は前記被取付部に形成され、前記荷重によって破断される脆弱部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２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２０１３−１８４３４（Ｐ２０１３−１８４３４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４９２４（Ｐ２０１１−１５４９２４）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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