JP2010083259A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ポールのように車幅方向に広がりを備えていない障害物に対して車幅方向中央部分が激突したときに衝突荷重をフロントサイドフレームに伝達して、フロントサイドフレームによる衝突荷重吸収機能を使うことでパワープラントの後退を抑制する。
【解決手段】ミッションケース36の端面36aにボルト止めされた第２マウント部材５４は、その垂直部分７２の上端から車幅方向外方に向けて延びる水平部分74を有する。水平部分74はブッシュ78を介して外筒80に収容されている。外筒80はフロントサイドフレーム22の両側壁の開口22aに挿通され、外筒80の車幅方向内端の全周フランジ82がフロントサイドフレーム22の側壁にボルト止めされる。
【選択図】図4

Description

本発明は、車体前部構造に関し、より詳しくは、ポール状の障害物に対して車幅方向中央部分が前面衝突したときの安全性を向上することのできるものに関する。

車体前部は、一般的に、車体前端において車幅方向に延びるバンパーレインフォースメントの左右の端部を夫々左右一対のフロントサイドフレームの前端に連結する、より詳しくはクラッシュカンを介して連結する構造が採用されている。すなわち、車体前部構造として、左右のフロントサイドフレームは前面衝突の際の主なる衝撃吸収部材として機能する構造が採用されている。

前面衝突に関する衝撃安全性能試験は二つの態様で行われている。第一の態様がフルラップ前面衝突であり、第二の態様がオフセット前面衝突である。フルラップ前面衝突試験では、車両を所定速度でコンクリート製の障壁に衝突させることにより行われる。オフセット前面衝突試験では、車両の一方の側部（オーバーラップ率４０％）をハニカム状の障壁に前面衝突させることにより行われる。

特許文献１は、フルラップ前面衝突及びオフセット前面衝突において、衝突初期で、フロントサイドフレームの前端部の座屈により衝突エネルギを吸収すると共に衝突後期における乗員の減速度を緩和する発明を提案している。具体的には、特許文献２は、矩形断面の左右のフロントサイドフレームの後端部間に亘って車幅方向に延びるパイプを設け、このパイプの左右の各端をフロントサイドフレームの内側側面に連結する構造を提案している。この発明によれば、衝突によりパワープラントが後退すると、この後退するパワープラントにより、車幅方向に延びる連結パイプが後方に屈曲し、この連結パイプの屈曲によって左右のフロントサイドフレームの後端部を車幅方向内方側に屈曲させることで、衝突後期の乗員の減速度を緩和することができる。

特許文献２は、エンジン出力軸を車幅方向に向けてエンジンルームに搭載した、いわゆる横置きエンジンとこれに連結したトランスアクスルに関して、トランスアクスル側をこれに隣接するフロントサイドフレームに搭載する吊り下げ式マウント部材について、その問題点を指摘して、その改善案を提案している。ここに、吊り下げ式マウント部材は、トランスアクスルの端面とフロントサイドフレームとの間の空間にブッシュを配設する構成が採用されている。

特開２００２−１２０７５２号公報 特開２０００−１６８６２４号公報

ところで、上述したように前面衝突の態様として典型的にはフルラップ衝突及びオフセット衝突を挙げることができるものの、実際の前面衝突事故では種々様々な態様があるのは勿論である。その一つに、道路脇に植設された電柱や道路標識の支柱などに激突した場合がある。このポール状の障害物に対して、車両の車幅方向中央部分がポール状の障害物に激突した場合、バンパーレインフォースメントは、一般的に設計上これを受け止める強度を備えていないため、その車幅方向中央部分で折れ曲がってしまい、この結果、エンジンを含むパワープラントにポールが衝突してマウント部材を破壊してしまう虞がある。

本発明の目的は、ポールのように車幅方向に広がりを備えていない障害物に対して車幅方向中央部分が激突したときに衝突荷重をフロントサイドフレームに伝達して、フロントサイドフレームによる衝突荷重吸収機能を使うことでパワープラントの後退を抑制することのできる車体前部構造を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
車体前部に位置するエンジンルームと、
該エンジンルームを車体前後方向に延び且つ矩形の閉断面構造の左右のフロントサイドフレームと、
前記エンジンルーム内に収容され、出力軸を車幅方向に向けた横置きエンジンと該エンジンの出力軸に連結されたトランスアクスルとが車幅方向に並んで一体化されたパワープラントと、
該パワープラントを前記左右のフロントサイドフレームに、夫々、搭載する第１、第２のマウント部材とを有する車体前部構造において、
前記パワープラントのトランスアクスルを、これに隣接するフロントサイドフレームに搭載する前記第２マウント部材が、
前記矩形の閉断面構造の前記フロントサイドフレームの車幅方向内方側の側壁に形成された開口の形状と相補的な外形形状を有し且つ該開口を通じて前記フロントサイドフレームの中に挿入された外筒と、
該外筒に収容された弾性体と、
一端が前記弾性体に包囲された支持軸とを有し、
該支持軸の他端が、前記トランスアクスルのケースに締結されていることを特徴とする車体前部構造を提供することにより達成される。

本発明の車体前部構造によれば、マウント部材に含まれる弾性体がフロントサイドフレームの内部に収容された状態にあるため、ポール衝突のような前面衝突の際の衝撃によってパワープラントに衝突荷重が加わったとしても、これにより弾性体が破壊してしまうことなくパワープラントに加わった衝突荷重を直にフロントサイドフレームに伝達して、フロントサイドフレームの衝突エネルギ吸収機能を使って、その衝撃を緩和することができる。また、従来の吊り下げ式マウント部材は、トランスアクスルの上方域に弾性体などの部材を含んでいるが、本発明によれば、この弾性体をフロントサイドフレームの内部に収容した形態であるため、トランスアクスルの上方域を補機類やバッテリなどの設置空間として利用することができる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、
前記支持軸が、前記エンジンと前記トランスアクスルの並び方向に一致して車幅方向に延びている。具体的には、前記支持軸が、上下方向に延びる垂直部分と、該垂直部分の上端から車幅方向外方に向けて延びる水平部分とを有し；前記支持軸の垂直部分の下端が、前記トランスアクスルのケースの端面に締結され；前記前記支持軸の水平部分が、前記弾性体に包囲されて前記外筒内に収容されている。このように、マウント部材が、エンジンとトランスアクスルの並び方向に一致して車幅方向に延びる支持軸を含むことで、パワープラントの質量を無理なく支えることができ、また、パワープラントを後退させようとする車体後方に向けての衝突荷重を、そのままフロントサイドフレームに伝達することができ、フロントサイドフレームの軸圧縮による衝突エネルギ吸収機能を活用することができる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、
前記外筒の車幅方向内端にフランジを有し；該外筒のフランジが、前記フロントサイドフレームの車幅方向内方側の側壁の開口の周縁部に当接した状態で固定される。この実施の形態によれば、エンジンルーム側からアクセスすることで第２マウント部材をフロントサイドフレームに締結する作業を行うことができる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、
前記フロントサイドフレームの車幅方向内方側の側壁と車幅方向外方側の側壁の両側壁に、前記車幅方向内方側の側壁の開口と車幅方向に整列した開口が車幅方向外方側の側壁に形成され；該車幅方向外方側の側壁の開口が前記外筒の外形形状と相補的な形状を有し；前記外筒の車幅方向外端部が、前記フロントサイドフレームの車幅方向外方側の側壁の開口を貫通している。この実施の形態によれば、第２マウント部材に含まれる外筒をフロントサイドフレームに対して位置決めするのが容易であり、また、パワープラントを後退させようとする車体後方に向けての衝突荷重をフロントサイドフレームの両方の側壁を使ってフロントサイドフレームに伝達することができる。

本発明の他の目的及び作用効果は、以下の好ましい実施例の詳細な説明から明らかになろう。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は実施例の車体前部構造の平面図であり、図２は側面視した実施例の車体前部構造である。先ず図２を参照して、参照符号１０はダッシュパネルを示し、ダッシュパネル１０によって車室１２とエンジンルーム１４とが区画されている。車室１２には、インスツルメントパネル１６、ブレーキペダル１８やアクセルペダル等が設けられている。参照符号２０はフロントウインドウである。

図１、図２を参照して、エンジンルーム１４の下方域には、車体前後方向にエンジンルーム１４の全域に亘って延在する左右のフロントサイドフレーム２２が配設されており、フロントサイドフレーム２２は矩形の閉断面構造を有している。既知のように、左右のフロントサイドフレーム２２の前端には、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント２４がクラッシュカン２６を介して連結されている。エンジンルーム１４の下方域には、更に、フロントサイドフレーム２２よりも下方に位置するサブフレーム２８が配設されている。参照符号３０は前輪である。

パワープラントとしてエンジンルーム１４には内燃多気筒エンジン３２が搭載されている。エンジン３２は、水冷式の直列四気筒エンジンであり、図１から最も良く分かるようにエンジン出力軸を車幅方向に向けてエンジンルーム１４内に搭載されている。すなわち、エンジンルーム１４に搭載されたエンジン３２は横置きのレシプロエンジンであり、エンジン３２は、その後端に連結されたトランスアクスル３４と一体化されている。換言すると、パワープラントを構成するエンジン３２とトランスアクスル３４とは車幅方向に並んで配設されて一体化されている。

トランスアクスル３４は、エンジン出力軸に連結されたトランスミッションを収容するミッションケース３６と、その後方に配設されてデファレンシャルギアを内蔵したデフケース３８とを有し、このデフケース３８から車幅方向に延出する左右の駆動軸で左右の前輪３０が駆動される。この自動車は前輪駆動形式の車両であるが、４輪駆動形式の車両に対しても本発明を適用することができる。

エンジン３２は水冷式エンジンであり、このエンジン３２の冷却水は、左右のフロントサイドフレーム２２の前端部の間のシュラウドパネル（図示せず）に固設されたラジエータ４０によって冷却される。横置きのエンジン３２は前方吸気、後方排気の形式が採用されており、エンジン３２のシリンダヘッドには、その前面に吸気管４２が連結され、後面に排気管４４が連結されている（図２）。

サブフレーム２８は、クラッシュカン２６の後方且つ近傍で車幅方向に延びるメンバ２８ａを備えた平面視略矩形の枠形状のペリメータフレームで構成され、その左右の前端の各々がロングボルト４６によって、対応するフロントサイドフレーム２２の前端部に固定されている。前輪サスペンション機構４８は、これを構成するロアアームのピボット点が、サブフレーム２８の後部の左右の両端部に設けられている。図中、参照符号５０は前輪ステアリングリンク機構を示す。

エンジンルーム１４に配設されているエンジン３２などのパワープラントは、左右のフロントサイドフレーム２２に第１、第２のマウント部材５２、５４を介して搭載され、また、エンジン３２の後端は、第３のマウント部材５６を介して、サブフレーム２８の後端部において車幅方向に延びる本体部分２８ａに連結されている。

第１のマウント部材５２は、エンジン３２の端部と、これに隣接するフロントサイドフレーム２２（図示の例では右側フロントサイドフレーム）との間に配設される。他方、第２のマウント部材５４は、トランスアクスル３４の端部と、これに隣接するフロントサイドフレーム２２（図示の例では左側フロントサイドフレーム）との間に配設され、これら第１、第２のマウント部材５２、５４は、共に左右のサスペンションタワー５８に隣接して且つその近傍に配設されている。

図３はエンジン３２側の第１マウント部材５２の近傍の平面図である。この図３を参照して、エンジン３２側の第１マウント部材５２は、エンジン３２に固定されたブラケット６０を有し、ブラケット６０がブッシュ６２を介してフロントサイドフレーム２２の上面に締結される。このブラケット６０はフロントサイドフレーム２２を超えて車幅方向外方に延びるブラケット延長部６４を有し、このブラケット延長部６４は、これに隣接するサスペンションタワー５８の前壁５８ａに対向している。好ましくは、このサスペンションタワー５８の前壁５８ａにブラケット受け部材６６を設けるのがよく、また、このブラケット受け部材６６は、前方に開放した横方向に延びる溝６６ａを有し、この横溝６６ａにブラケット延長部６４の後端縁部が収容されるのがよい。

図４は第２マウント部材５４及びこれに関連したトランスアクスル３４（ミッションケース３６）、フロントサイドフレーム２２の部分を斜め前方から斜視図であり、図５は、第２マウント部材５４の縦断面図である。なお、図５の参照符号６８はエプロンパネルを示す。

図４、図５を参照して、第２マウント部材５４は、支持軸を構成する逆Ｌ字状部材７０を有する。逆Ｌ字状部材７０は、上下に延びる垂直部分７２と、この垂直部分７２の上端から車幅方向外方に向けて延びる水平部分７４と有し、垂直部分７２の下端部に複数のボルト挿通孔７２ａが形成されている。この逆Ｌ字状部材７０は、垂直部分７２のボルト挿通孔７２ａに挿通したボルト７６を使ってミッションケース３６の端面３６ａに締結される。これにより、逆Ｌ字状部材７０の水平部分７４は、エンジン３２とトランスアクスル３４からなるパワープラントの並び方向である車幅方向に一致して車幅方向外方に延びており、これによりパワープラントの質量を無理なくフロントサイドフレーム２２によって支えることができる。

逆Ｌ字状部材７０の水平部分７４は、その回りが弾性体であるブッシュ７８で包囲されており、ブッシュ７８は矩形断面の外筒８０に収容されている。すなわち、外筒８０はその軸線を車幅方向に向けて配設され、この外筒８０の内部に弾性体であるブッシュ７８が収容されている。この車幅方向の内外に向けて開放された外筒８０は、その車幅方向内端に全周フランジ８２を有し、この全周フランジ８２には複数のボルト挿通孔８２ａが形成されている（図４）。

フロントサイドフレーム２２には、その両側壁に、矩形の開口２２ａを有し、この内方側及び外方側の両側壁の開口２２ａに矩形断面の外筒８０が挿通される。すなわち、断面矩形の外筒８０の外端部は車幅方向外方側の矩形の開口２２ａを貫通しており、これにより、パワープラントに衝突荷重が加わったときに、矩形の外筒８０の回転を矩形の開口２２ａで規制しつつ衝突荷重をフロントサイドフレーム２２に対して、その軸線方向に伝達することができる。ここに、矩形断面の外筒８０は、フロントサイドフレーム２２の矩形の開口２２ａの形状と相補的な外形形状を有しており、開口２２ａの周縁部に上記全周フランジ８２が当接される。フロントサイドフレーム２２において、外筒８０を受け入れる部分を、フロントサイドフレーム２２の内部に配設されたスティフナ８４（図６）によって補強するのが好ましく、また、スティフナ８４に予めナット８６を溶接しておくのがよい。

第２マウント部材５４をフロントサイドフレーム２２に設置する作業は、横方向に開放した開口２２ａを通じてフロントサイドフレーム２２に外筒８０を挿入することで位置決めすることができ、また、外筒８０の全周フランジ８２のボルト挿通孔８２ａに挿通したボルト８８をナット８６に螺着させることによって行うことができるため、パワープラント側からアクセスすることで第２マウント５４をフロントサイドフレーム２２に締結することができる。

第２マウント部材５４をフロントサイドフレーム２２に締結することで、支持軸を構成する逆Ｌ字状部材７０は、その一端がフロントサイドフレーム２２内のブッシュ７８を介して固定され、他端がミッションケース３６の端面３６ａに固定され、これによりパワープラントがフロントサイドフレーム２２に弾性的に支持される。

バンパーレインフォースメント２４の車幅方向中央部分にポールなどが激突してバンパーレインフォースメント２４が車幅方向中央部分で屈曲し、そしてエンジンルーム１４内に侵入してエンジン３２、トランスアクスル３４を含むパワープラントに衝突荷重が加わったときには、この衝突荷重の一部が第２マウント部材５４を介してフロントサイドフレーム２２に伝達され、そして、フロントサイドフレーム２２に伝達される衝突荷重はフロントサイドフレーム２２の軸線方向であるため、フロントサイドフレーム２２の衝突エネルギ吸収機能を使って衝突エネルギを緩和することができる。

実施例の車体前部構造を平面視した図である。 実施例の車体前部構造を側面視した図である。 横置きエンジンを含むパワープラントのエンジン側を、これに隣接するフロントサイドフレームに搭載する第１マウント部材と、これに隣接する要素を拡大して示す部分平面図である。 横置きエンジンを含むパワープラントのトランスアクスル側を、これに隣接するフロントサイドフレームに搭載する第２マウント部材と、これに隣接する要素を拡大して示す分解斜視図である。 フロントサイドフレームに締結した第２マウント部材の縦断面図である。 フロントサイドフレームにおいて、第２マウント部材を受け入れる部位を補強するためのスティフナの斜視図である。 横置きエンジンを含むパワープラントのトランスアクスルを第２マウント部材を使ってフロントサイドフレームに搭載した部位を拡大して示す部分平面図である。

符号の説明

１４ エンジンルーム
２２ フロントサイドフレーム
２２ａ フロントサイドフレームの両側壁の開口
３２ エンジン（パワープラント）
３４ トランスアクスル（パワープラント）
３６ ミッションケース
３６ａ ミッションケースの端面
５２ エンジン側の第１マウント部材
５４ ミッションケース側の第２マウント部材
７０ 第２マウント部材の逆Ｌ字状部材（支持軸）
７２ 逆Ｌ字状部材の垂直部分
７４ 逆Ｌ字状部材の水平部分
７８ 第２マウント部材のブッシュ（弾性体）
８０ 第２マウント部材の外筒
８２ 外筒の車幅方向内端の全周フランジ
８４ スティフナ（補強部材）

Claims (5)

1. 車体前部に位置するエンジンルームと、
   該エンジンルームを車体前後方向に延び且つ矩形の閉断面構造の左右のフロントサイドフレームと、
   前記エンジンルーム内に収容され、出力軸を車幅方向に向けた横置きエンジンと該エンジンの出力軸に連結されたトランスアクスルとが車幅方向に並んで一体化されたパワープラントと、
   該パワープラントを前記左右のフロントサイドフレームに、夫々、搭載する第１、第２のマウント部材とを有する車体前部構造において、
   前記パワープラントのトランスアクスルを、これに隣接するフロントサイドフレームに搭載する前記第２マウント部材が、
   前記矩形の閉断面構造の前記フロントサイドフレームの車幅方向内方側の側壁に形成された開口の形状と相補的な外形形状を有し且つ該開口を通じて前記フロントサイドフレームの中に挿入された外筒と、
   該外筒に収容された弾性体と、
   一端が前記弾性体に包囲された支持軸とを有し、
   該支持軸の他端が、前記トランスアクスルのケースに締結されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記支持軸が、前記エンジンと前記トランスアクスルの並び方向に一致して車幅方向に延びている、請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記支持軸が、上下方向に延びる垂直部分と、該垂直部分の上端から車幅方向外方に向けて延びる水平部分とを有し、
   前記支持軸の垂直部分の下端が、前記トランスアクスルのケースの端面に締結され、
   前記前記支持軸の水平部分が、前記弾性体に包囲されて前記外筒内に収容されている、請求項１又は２に記載の車体前部構造。
4. 前記外筒の車幅方向内端にフランジを有し、
   該外筒のフランジが、前記フロントサイドフレームの車幅方向内方側の側壁の開口の周縁部に当接した状態で固定される、請求項３に記載の車体前部構造。
5. 前記フロントサイドフレームの車幅方向内方側の側壁と車幅方向外方側の側壁の両側壁に、前記車幅方向内方側の側壁の開口と車幅方向に整列した開口が車幅方向外方側の側壁に形成され、
   該車幅方向外方側の側壁の開口が前記外筒の外形形状と相補的な形状を有し、
   前記外筒の車幅方向外端部が、前記フロントサイドフレームの車幅方向外方側の側壁の開口を貫通している、請求項３又は４に記載の車体前部構造。

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