Notice: Undefined variable: fterm_desc_sub in /mnt/www/biblio_conv.php on line 353
車体前部構造
説明

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。

【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

【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。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【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)】