JP2013095152A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントサイドメンバの変形ストロークを確保することができる車両前部構造を提供することが目的である。
【解決手段】車両前部構造１０は、車両前部に形成されたモータルーム２６内に収容され、駆動軸３４が前輪５６，６２に連結されたドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された前輪駆動用のモータユニット１２と、モータユニット１２の車両後側に一体に取り付けられた空気コンプレッサ１４と、モータユニット１２の車両幅方向外側に配置されると共に、車両前後方向に延在されたフロントサイドメンバ１６と、モータユニット１２の車両上側に配置され、車両幅方向に延在されてフロントサイドメンバ１６と結合されたクロスメンバ１８と、クロスメンバ１８の車両上側に配置され、モータユニット１２に電力を供給するインバータ２０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

従来、車両前部に形成されたモータルーム内に収容された車両駆動用のモータと、このモータの車両前側に一体に取り付けられた空気コンプレッサとを備えたモータルーム内部品搭載構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２１９０２０号公報 特開２００５−１１２２４０号公報 特開２００２−２７４１９４号公報 特開２０１０−２７４９１２号公報 特開２００４−３１４８０３号公報

しかしながら、上述のモータルーム内部品搭載構造では、空気コンプレッサがモータの車両前側に一体に取り付けられている。このため、車両に前面衝突が生じた場合には、例えば、この空気コンプレッサの車両前側に配置されたラジエータ等の部材が空気コンプレッサと干渉し、フロントサイドメンバの変形ストロークを確保できない可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、フロントサイドメンバの変形ストロークを確保することができる車両前部構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の車両前部構造は、車両前部に形成されたモータルーム内に収容され、駆動軸が前輪に連結されたドライブシャフトと同軸上に配置された前輪駆動用のモータユニットと、前記モータユニットの車両後側に一体に取り付けられた空気コンプレッサと、前記モータユニットの車両幅方向外側に配置されると共に、車両前後方向に延在されたフロントサイドメンバと、前記モータユニットの車両上側に配置され、車両幅方向に延在されて前記フロントサイドメンバと結合されたクロスメンバと、前記クロスメンバの車両上側に配置され、前記モータユニットに電力を供給するインバータと、を備えている。

この車両前部構造によれば、前輪駆動用のモータユニットは、駆動軸がドライブシャフトと同軸上に配置された、所謂、単軸化された構成とされている。そして、このようにモータユニットが単軸化されることで、このモータユニットの車両後側にスペースが確保されており、このスペースに空気コンプレッサが配置されている。従って、例えば、モータユニットの車両前側にラジエータ等の部材が配置されていても、空気コンプレッサがモータユニットよりも先にこの部材と干渉することを回避しつつ、フロントサイドメンバの変形ストロークを確保することができる。

請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造において、前記モータユニットの車両後側に配置されると共に、車両幅方向に延びてサスペンションメンバの後部を構成するサスペンションメンバリアと、車両前後方向に延びて前記モータユニットと前記サスペンションメンバリアとを連結すると共に、車両前後方向中間部に折れ曲がり変形の起点となる折れ部を有するトルクロッドと、を備えている。

この車両前部構造によれば、モータユニットとサスペンションメンバリアとは、車両前後方向に延びるトルクロッドにより連結されており、このトルクロッドは、車両前後方向中間部に折れ曲がり変形の起点となる折れ部を有している。従って、車両に前面衝突が生じた場合には、トルクロッドが折れ部を起点として折れ曲がり変形するので、これにより、車両前面衝突時の衝撃を吸収することができる。

また、このトルクロッドは、モータユニットが単軸化されることでモータユニットの車両後側に確保されたスペースに配置されているので、車両前後方向の長さが十分に確保される。これにより、車両前面衝突時の衝撃をより効率良く吸収することができる。

請求項３に記載の車両前部構造は、請求項２に記載の車両前部構造において、前記フロントサイドメンバが、車両前後方向に延び前記クロスメンバが結合された第一水平部と、前記第一水平部の車両後側に形成され車両後側に向かうに従って車両下側に向かうように傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の車両後側に形成され車両前後方向に延びる第二水平部とを有し、前記モータユニットが、前記クロスメンバに固定され、前記サスペンションメンバリアが、前記第二水平部に固定された構成とされている。

この車両前部構造によれば、モータユニットがフロントサイドメンバにおける第一水平部に結合されたクロスメンバに固定されると共に、サスペンションメンバリアがフロントサイドメンバにおける第二水平部に固定されることで、トルクロッドの長さがより長く確保されている。従って、車両前面衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。

請求項４に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両前部構造において、前記インバータの車両前後方向の配置位置が、前記クロスメンバの前端部と後端部との間とされた構成とされている。

この車両前部構造によれば、インバータの車両前後方向の配置位置は、クロスメンバの前端部と後端部との間とされている。従って、インバータがクロスメンバの体格内に納められているので、車両に前面衝突が生じた場合でも、高電圧部品であるインバータをクロスメンバにより保護することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、フロントサイドメンバの変形ストロークを確保することができる。

本発明の一実施形態に係る車両前部構造の側面図である。 図１に示されるモータユニット及びその周辺部の斜視図である。 図１に示されるトルクロッドの正面断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側（右側）をそれぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る車両前部構造１０は、モータユニット１２と、空気コンプレッサ１４と、フロントサイドメンバ１６と、クロスメンバ１８と、インバータ２０と、サスペンションメンバ２２と、トルクロッド２４とを備えている。

モータユニット１２は、前輪駆動用であり、車両前部に形成されたモータルーム２６内に収容されている。このモータユニット１２は、図２に示されるように、モータ２８と、トランスアクスル３０と、モータ２８を収容しトランスアクスル３０と一体化されたモータケース３２とを備えている。モータ２８は、車両幅方向を軸方向として配置された駆動軸３４を有している。

トランスアクスル３０は、太陽歯車３６、ピニオンギア３８、内歯歯車４０、遊星歯車４２、及び、ディファレンシャルギア４４を備えている。太陽歯車３６は、駆動軸３４における軸方向中間部に設けられており、ピニオンギア３８は、太陽歯車３６と噛合されている。このピニオンギア３８は、駆動軸３４と平行に設けられた公転軸４６の一端部に設けられており、この駆動軸３４及び公転軸４６は、内歯歯車４０の内側に挿通されている。

内歯歯車４０は、駆動軸３４と同軸上に配置されており、公転軸４６の軸方向中間部に設けられた遊星歯車４２と噛合されている。ディファレンシャルギア４４は、三つのピニオンギア４８，５０，５２を備えており、ピニオンギア４８は、駆動軸３４の一端部に設けられ、ピニオンギア５０は、一方のドライブシャフト５４の一端部に設けられている。ドライブシャフト５４は、駆動軸３４と同軸上に配置されており、一方の前輪５６と連結されている。

公転軸４６の他端部には、駆動軸３４の延長線と交差するように折り曲げられた折曲部５８が形成されており、ピニオンギア５２は、この折曲部５８の先端部に固定されている。そして、このピニオンギア５２は、ピニオンギア４８，５０とそれぞれ噛合されている。また、駆動軸３４の他端部には、この駆動軸３４と同軸上に配置された他方のドライブシャフト６０が一体に形成されており、このドライブシャフト６０は、他方の前輪６２と連結されている。このように、上述のモータユニット１２は、駆動軸３４がドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された、所謂、単軸化された構成とされている。

また、図１に示されるように、このモータユニット１２は、後述のクロスメンバ１８にモータマウント６４を介して固定されている。このモータマウント６４は、より具体的には、モータユニット１２に固定されたマウント本体６６と、このマウント本体６６に支持されたゴム製のブッシュ６８と、このブッシュ６８とクロスメンバ１８とを連結するブラケット７０とを備えている。

また、モータユニット１２の車両前側には、ラジエータ７２（クーリングモジュール）が配置されている。このラジエータ７２は、フロントサイドメンバ１６（第一水平部７４）や、後述するサスペンションメンバフロント８０よりも車両前側に配置されている。このラジエータ７２は、車両前後方向を厚み方向として車両上下方向及び車両幅方向に延びる扁平箱状に形成されている。

このラジエータ７２の下端部７２Ａの車両上下方向の配置位置は、モータユニット１２の上端部１２Ａと下端部１２Ｂとの間とされており、このラジエータ７２の上端部７２Ｂの車両上下方向の配置位置は、インバータ２０の上端部２０Ａよりも車両上側とされている。

空気コンプレッサ１４は、図示しない空調ユニットの本体部に圧縮空気を供給するためのものであり、モータユニット１２の車両後側に一体に取り付けられている。なお、この空気コンプレッサ１４は、図示しない燃料電池に圧縮空気を供給するためのものでも良い。

フロントサイドメンバ１６は、モータユニット１２の車両幅方向外側に配置されており、車両前後方向に延在されている。なお、図１では、片側のフロントサイドメンバ１６のみが図示されているが、フロントサイドメンバ１６は、モータユニット１２の車両幅方向両側にそれぞれ配置されている。

このフロントサイドメンバ１６は、車両前後方向に延びる第一水平部７４と、第一水平部７４の車両後側に形成され車両後側に向かうに従って車両下側に向かうように傾斜する傾斜部７６と、傾斜部７６の車両後側に形成され車両前後方向に延びる第二水平部７８とを有している。

クロスメンバ１８は、モータユニット１２の車両上側に配置されており、車両幅方向に延在されている。このクロスメンバ１８の車両幅方向外側の端部は、第一水平部７４の後部と結合されている。このクロスメンバ１８の車両上側には、モータユニット１２(モータ２８)に電力を供給する高電圧部品とされたインバータ２０が配置されている。

クロスメンバ１８の車両前後方向の配置位置は、モータユニット１２の前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間とされており、インバータ２０の車両前後方向の配置位置は、クロスメンバ１８の前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間とされている。つまり、クロスメンバ１８における車両前後方向の全体は、モータユニット１２における前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間の中間部分と車両前後方向にオーバラップされている。一方、インバータ２０における車両前後方向の全体は、クロスメンバ１８における前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間の中間部分と車両前後方向にオーバラップされている。

なお、図１において、長さＬ１は、インバータ２０における車両前後方向の全長を示しており、長さＬ２は、クロスメンバ１８における車両前後方向の全長を示している。また、長さＬ３は、モータユニット１２における車両前後方向の全長を示している。長さＬ３は、長さＬ２よりも長く、長さＬ２は、長さＬ１よりも長くなっている（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。

サスペンションメンバ２２は、フロントサイドメンバ１６の車両下側に配置されている。このサスペンションメンバ２２は、車両幅方向に延びてサスペンションメンバ２２の前部を構成するサスペンションメンバフロント８０と、車両前後方向に延びてサスペンションメンバ２２の側部を構成するサスペンションメンバサイドレール８２と、車両幅方向に延びてサスペンションメンバ２２の後部を構成するサスペンションメンバリア８４とを備えている。

サスペンションメンバフロント８０は、モータユニット１２の下部の車両前側に配置されており、サスペンションメンバサイドレール８２は、モータユニット１２の下部の車両幅方向外側に配置されている。なお、図１では、片側のサスペンションメンバサイドレール８２のみが図示されているが、サスペンションメンバサイドレール８２は、サスペンションメンバ２２の両側の側部にそれぞれ備えられている。

サスペンションメンバリア８４は、モータユニット１２の下部の車両後側に配置されており、上壁部８６、下壁部８８、及び、後壁部９０を有する断面Ｃ字状に形成されている。

また、サスペンションメンバフロント８０における車両幅方向外側の端部は、車両上下方向に延びるブラケット９２を介して第一水平部７４の車両前後方向中間部に固定されており、サスペンションメンバリア８４における車両幅方向外側の端部は、車両上下方向に延びるブラケット９４を介して第二水平部７８の車両前後方向中間部に固定されている。このサスペンションメンバリア８４の車両後側には、車両上下方向に延びてモータルーム２６と車室２７とを区画するダッシュパネル９１が配置されている。

また、サスペンションメンバサイドレール８２の後部よりも車両前側の部分は、車両前後方向に延びる水平部９６とされており、サスペンションメンバサイドレール８２の後部は、車両後側に向かうに従って車両上側に向かうように傾斜する傾斜部９８とされている。そして、この傾斜部９８の傾斜に対応してサスペンションメンバリア８４も傾斜されており、これにより、サスペンションメンバリア８４の車両前側の開口部１００は、車両前側且つ車両下側に向けて開口されている。

トルクロッド２４は、車両前後方向に延びており、モータユニット１２とサスペンションメンバリア８４とを連結している。このトルクロッド２４の前部２４Ａは、ゴム製のブッシュ１０２及びブラケット１０４を介してモータユニット１２の後面下端部に固定されており、このトルクロッド２４の後部２４Ｂは、ゴム製のブッシュ１０６及び軸部１０８を介してサスペンションメンバリア８４に固定されている。トルクロッド２４の後部２４Ｂは、開口部１００を通じてサスペンションメンバリア８４の内側に収容されており、軸部１０８の軸方向両端部は、上壁部８６及び下壁部８８にそれぞれ固定されている。

また、このトルクロッド２４における車両前後方向中間部には、上述のサスペンションメンバサイドレール８２における水平部９６と傾斜部９８との間の屈曲部１１０に対応して折れ部１１２が形成されている。この折れ部１１２は、車両前側からトルクロッド２４に衝突荷重が入力された場合にトルクロッド２４の車両下側への折れ曲がり変形の起点となるものであり、車両下側に凸を成すように屈曲されている。

このトルクロッド２４における折れ部１１２よりも車両前側の部分は、車両前後方向に延びる水平部１１４とされており、このトルクロッド２４における折れ部１１２よりも車両後側の部分は、車両後側に向かうに従って車両上側に向かう傾斜部１１６とされている。また、このトルクロッド２４における前部２４Ａと後部２４Ｂとの間の本体部２４Ｃは、図３に示されるように、車両幅方向に対向する一対の側壁部１１８，１２０と、この一対の側壁部１１８，１２０の上端部を連結する上壁部１２２とを有する断面逆さＵ字状に形成されている。この本体部２４Ｃは、その長手方向の全長に亘って一定の断面で構成されている。

なお、本実施形態において、折れ部１１２は、車両下側に凸を成す屈曲形状とされていたが、車両前側からトルクロッド２４に衝突荷重が入力された場合にトルクロッド２４の折れ曲がり変形の起点となるものであれば、その他の形状（例えば、切欠き形状、ビード形状、孔形状等）でも良い。また、トルクロッド２４の折れ曲がり方向は、車両下側以外の方向でも良い。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本発明の一実施形態に係る車両前部構造１０によれば、前輪駆動用のモータユニット１２は、駆動軸３４がドライブシャフト５４，６０と同軸上に配置された、所謂、単軸化された構成とされている。そして、このようにモータユニット１２が単軸化されることで、このモータユニット１２の車両後側にスペース１２４が確保されており、このスペース１２４に空気コンプレッサ１４が配置されている。従って、例えば、モータユニット１２の車両前側にラジエータ７２等の部材が配置されていても、空気コンプレッサ１４がモータユニット１２よりも先にこの部材と干渉することを回避しつつ、フロントサイドメンバ１６の変形ストロークを確保することができる。

また、モータユニット１２とサスペンションメンバリア８４とは、車両前後方向に延びるトルクロッド２４により連結されており、このトルクロッド２４は、車両前後方向中間部に折れ曲がり変形の起点となる折れ部１１２を有している。従って、車両に前面衝突が生じた場合には、トルクロッド２４が折れ部１１２を起点として例えば車両下側に凸を成すように折れ曲がり変形するので、これにより、車両前面衝突時の衝撃を吸収することができる。

また、インバータ２０を搭載するためのクロスメンバ１８がフロントサイドメンバ１６に結合されているため、車両前面衝突時にフロントサイドメンバ１６の変形が規制される（変形ストロークが減少する）虞があるが、フロントサイドメンバ１６の変形ストロークの減少分をトルクロッド２４により補うことができる。

また、このトルクロッド２４は、モータユニット１２が単軸化されることでモータユニット１２の車両後側に確保されたスペース１２４に配置されているので、車両前後方向の長さが十分に確保される。これにより、車両前面衝突時の衝撃をより効率良く吸収することができる。

特に、モータユニット１２がフロントサイドメンバ１６における第一水平部７４に結合されたクロスメンバ１８に固定されると共に、サスペンションメンバリア８４がフロントサイドメンバ１６における第二水平部７８に固定されることで、トルクロッド２４の長さがより長く確保されている。従って、車両前面衝突時の衝撃吸収性能を向上させることができる。

このように、この車両前部構造１０によれば、車両前面衝突時には、車両前後方向に十分に確保された変形ストロークでフロントサイドメンバ１６を変形させながら、トルクロッド２４を変形させることができるので、車両前面衝突時の衝撃吸収性能（衝撃緩和性能）を増大させることができる。

しかも、この車両前部構造１０によれば、インバータ２０の車両前後方向の配置位置は、クロスメンバ１８の前端部１８Ａと後端部１８Ｂとの間とされている。従って、インバータ２０がクロスメンバ１８の体格内に納められているので、車両に前面衝突が生じた場合でも、高電圧部品であるインバータ２０をクロスメンバ１８により保護することができる。

また、クロスメンバ１８の車両前後方向の配置位置は、モータユニット１２の前端部１２Ｃと後端部１２Ｄとの間とされており、インバータ２０は、このモータユニット１２の体格内にも納められている。従って、高電圧部品であるインバータ２０の保護性能を向上させることができる。

このように、この車両前部構造１０によれば、高電圧部品であるインバータ２０の保護性能と、車両前面衝突時の衝撃吸収性能を効果的に両立させることができる。

なお、インバータ２０における車両前後方向の全長Ｌ１、クロスメンバ１８における車両前後方向の全長Ｌ２、及び、モータユニット１２における車両前後方向の全長Ｌ３の関係は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３以外でも良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 車両前部構造
１２ モータユニット
１４ 空気コンプレッサ
１６ フロントサイドメンバ
１８ クロスメンバ
１８Ａ 前端部
１８Ｂ 後端部
２０ インバータ
２２ サスペンションメンバ
２４ トルクロッド
２６ モータルーム
３４ 駆動軸
５４，６０ ドライブシャフト
５６，６２ 前輪
５８ 折曲部
７２ ラジエータ
７４ 第一水平部
７６ 傾斜部
７８ 第二水平部
８４ サスペンションメンバリア
１１２ 折れ部

Claims (4)

1. 車両前部に形成されたモータルーム内に収容され、駆動軸が前輪に連結されたドライブシャフトと同軸上に配置された前輪駆動用のモータユニットと、
   前記モータユニットの車両後側に一体に取り付けられた空気コンプレッサと、
   前記モータユニットの車両幅方向外側に配置されると共に、車両前後方向に延在されたフロントサイドメンバと、
   前記モータユニットの車両上側に配置され、車両幅方向に延在されて前記フロントサイドメンバと結合されたクロスメンバと、
   前記クロスメンバの車両上側に配置され、前記モータユニットに電力を供給するインバータと、
   を備えた車両前部構造。
2. 前記モータユニットの車両後側に配置されると共に、車両幅方向に延びてサスペンションメンバの後部を構成するサスペンションメンバリアと、
   車両前後方向に延びて前記モータユニットと前記サスペンションメンバリアとを連結すると共に、車両前後方向中間部に折れ曲がり変形の起点となる折れ部を有するトルクロッドと、
   を備えた請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記フロントサイドメンバは、車両前後方向に延び前記クロスメンバが結合された第一水平部と、前記第一水平部の車両後側に形成され車両後側に向かうに従って車両下側に向かうように傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の車両後側に形成され車両前後方向に延びる第二水平部とを有し、
   前記モータユニットは、前記クロスメンバに固定され、
   前記サスペンションメンバリアは、前記第二水平部に固定されている、
   請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記インバータの車両前後方向の配置位置が、前記クロスメンバの前端部と後端部との間とされている、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両前部構造。