JP2014101066A

JP2014101066A - 車体前部構造

Info

Publication number: JP2014101066A
Application number: JP2012255318A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ajisaka; 聡鯵坂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: JP5888210B2

Abstract

【課題】車両の軽量化を図る。
【解決手段】エンジン３２及びトランスミッション３４が内蔵され、少なくとも前輪３８を駆動するパワーユニット３０と、パワーユニット３０の車体後方側に配置され、エンジン３２を冷却する冷却ユニット４０と、パワーユニット３０の車体前方側に離間して配置され、車幅方向に延在するアンダークロスメンバ３６と、パワーユニット３０とアンダークロスメンバ３６との間を車体前後方向に連結する連結部材４６と、を備えた車体前部構造１０とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンを冷却する冷却ユニットがパワーユニットの車体後方側に配置された車体前部構造に関する。

サスペンションメンバの車体前方側におけるフロントサイドメンバとの固定部と、車幅方向に延在するロアアブソーバとの間が、車体前後方向に延在する左右一対の延長部材によって連結された車体前部構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２０３７７７号公報

しかしながら、このような構成の場合、その延長部材は、ロアアブソーバ（アンダークロスメンバ）を支持する車体骨格部材として機能することになるため、ある程度の剛性（強度）が必要となり、大型化される傾向にある。そのため、車両の軽量化を図ることが困難となる。

そこで、本発明は、車両の軽量化が図れる車体前部構造を得ることを目的とする。

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、エンジン及びトランスミッションが内蔵され、少なくとも前輪を駆動するパワーユニットと、前記パワーユニットの車体後方側に配置され、前記エンジンを冷却する冷却ユニットと、前記パワーユニットの車体前方側に離間して配置され、車幅方向に延在するアンダークロスメンバと、前記パワーユニットと前記アンダークロスメンバとの間を車体前後方向に連結する連結部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、パワーユニットとアンダークロスメンバとの間が、連結部材によって車体前後方向に連結されている。したがって、このパワーユニットは、アンダークロスメンバを支持する車体骨格部材として機能する。よって、サスペンションメンバとアンダークロスメンバとの間が、連結部材によって連結される構成に比べて、連結部材の小型化が図れる。つまり、これにより、車両の軽量化が図れる。

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、前記連結部材の車体前方側端部は、弾性体を介して前記アンダークロスメンバに結合されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、連結部材の車体前方側端部が、弾性体を介してアンダークロスメンバに結合されている。したがって、アンダークロスメンバは、パワーユニットのマスダンパーとして機能する。よって、パワーユニットを支持するエンジンマウントの小型化又は廃止が図れる。

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、前記パワーユニットの車体下方側に配置され、前記アンダークロスメンバに車体前方側端部が取り付けられたアンダーカバーを備えたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、アンダークロスメンバに、パワーユニットの車体下方側に配置されたアンダーカバーの車体前方側端部が取り付けられている。したがって、このアンダーカバーは、パワーユニットの振動がアンダークロスメンバに伝達されることによって振動する。これにより、アンダーカバー上に存在する塵埃等の異物が排出される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、車両の軽量化を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、パワーユニットを支持するエンジンマウントの小型化又は廃止を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、アンダーカバー上に存在する異物を排出することができる。

本実施形態に係る車体前部構造の概略構成を示す斜視図である。本実施形態に係る車体前部構造の概略構成を一部断面で示す側面図である。本実施形態に係る車体前部構造の概略構成を示す平面図である。本実施形態に係る車体前部構造を構成するアンダーカバー及び冷却ユニットを示す斜視図である。本実施形態に係る車体前部構造を構成するアンダークロスメンバとアンダーメンバとの結合部分を示す側断面図である。本実施形態に係る車体前部構造がモジュール化された場合を一部断面で示す側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＬＥを車体左方向とする。また、以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図２、図３に示されるように、車両１２の車体右側部及び車体左側部（車体両側部）には、それぞれ車体前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバ１４が配置されている。各フロントサイドメンバ１４は、矩形枠状の閉断面構造に形成されており、車体前後方向における中途部に傾斜部（キック部）１４Ａを有している。

これにより、各フロントサイドメンバ１４は、傾斜部１４Ａよりも車体前方側が、車体後方側よりも所定高さ高い位置で車体前後方向に延在するようになっている。また、左右一対のフロントサイドメンバ１４の前端部には、車幅方向に延在する断面略ハット型形状のフロントバンパリインフォースメント１６が架設されている。

なお、各フロントサイドメンバ１４とフロントバンパリインフォースメント１６との間に、衝撃吸収体としてのクラッシュボックス（図示省略）を各フロントサイドメンバ１４と同軸的に設けてもよい。また、フロントバンパリインフォースメント１６の車体前方側には、フロントバンパ１８が配設されており、フロントバンパ１８の車体下方側には、後述するラジエータ４２へ冷却風を導入するための第１導入口２２が形成されている。

フロントバンパリインフォースメント１６と、左右のフロントサイドメンバ１４と、後述するダッシュパネル２４と、で構成された（囲まれた）空間は、エンジンコンパートメントルーム２０とされている。そして、エンジンコンパートメントルーム２０内には、エンジン３２及びトランスミッション３４を内蔵し、少なくとも前輪３８を駆動するパワーユニット３０が配置されている。

なお、このパワーユニット３０は、図３に示されるように、エンジン３２の車幅方向一方側（例えば左側）にトランスミッション３４が取り付けられたエンジン横置きタイプとされている。そして、このパワーユニット３０は、その車幅方向両端部が、それぞれ図示しないエンジンマウント及びブラケットを介して左右のフロントサイドメンバ１４に支持されている。

また、図２に示されるように、パワーユニット３０よりも車体後方側で、かつ左右のフロントサイドメンバ１４における傾斜部１４Ａの車体上方側には、エンジンコンパートメントルーム２０と車室とを区画する略平板状のダッシュパネル２４が設けられている。そして、ダッシュパネル２４の下部側には、ダッシュパネル２４とで閉断面構造を構成する断面略ハット型形状のダッシュクロスメンバ２６が車幅方向に延在するように取り付けられている。

また、ダッシュパネル２４の車体後方側には、インストルメントパネル２８が配設されている。そして、車幅方向から見た側面視で、パワーユニット３０の車体後方側で、かつダッシュクロスメンバ２６の車体下方側には、エンジン３２を冷却する冷却ユニット４０が配設されている。

図２〜図４に示されるように、この冷却ユニット４０は、パワーユニット３０のエンジン３２を冷却する冷却水の熱を放熱する空冷式のラジエータ（冷却風と熱交換する熱交換器）４２と、車両１２の停止時等にラジエータ４２に冷却風を導入させたり、エンジンコンパートメントルーム２０内の熱を排出したりするためのファン４４と、を有している。

ラジエータ４２は、冷却水が通る複数のチューブ及び放熱フィンを備えたコア部４２Ａを有しており、ラジエータ４２の前部には、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成するコンデンサ（凝縮器：図示省略）が一体的に設けられている。なお、図２に示されるように、ラジエータ４２（及びコンデンサ）は、ファン４４の車体前方側に、車幅方向から見た側面視で、前傾姿勢となるように傾斜配置されている。

また、図１〜図３に示されるように、パワーユニット３０の車体前方側の壁部である前壁３０Ａには、車体前後方向に延在する連結部材（車体骨格部材）としての左右一対のアンダーメンバ４６の車体後方側端部が結合されている。そして、そのアンダーメンバ４６の車体前方側端部には、フロントバンパリインフォースメント１６よりも短い長さで車幅方向に延在する断面略ハット型形状のアンダークロスメンバ３６が架設されている。

つまり、このアンダークロスメンバ３６は、パワーユニット３０の車体前方側に離間して配置されており、アンダークロスメンバ３６とパワーユニット３０との間が、左右一対のアンダーメンバ４６によって車体前後方向に連結されている。なお、このアンダークロスメンバ３６は、フロントバンパリインフォースメント１６よりも車体下方側に配設されており、フロントバンパリインフォースメント１６とアンダークロスメンバ３６との間に、第１導入口２２が形成されている。

アンダーメンバ４６は、矩形枠状の閉断面構造に形成されており、その車体後方側端部には、上下方向にそれぞれ張り出すフランジ部４７が一体に形成されている。そして、各フランジ部４７には、ボルト（図示省略）を挿通させるための複数（例えば２個）の貫通孔（図示省略）が形成されており、パワーユニット３０の前壁３０Ａにも、その貫通孔と連通する複数の貫通孔（図示省略）が形成されている。

更に、パワーユニット３０の前壁３０Ａの内面には、その貫通孔と同軸的に連通するウエルドナット（図示省略）が設けられている。したがって、車体前方側からボルトを各貫通孔に挿通するとともに、ウエルドナットに螺合することにより、アンダーメンバ４６の車体後方側端部（フランジ部４７）がパワーユニット３０の前壁３０Ａに締結固定（結合）される。

一方、アンダーメンバ４６の車体前方側端部は、図５に示されるように、弾性体としてのゴム部材５０を介してアンダークロスメンバ３６に結合されている。詳細には、少なくともアンダーメンバ４６と車体前後方向で対向するアンダークロスメンバ３６の内部に、ゴム部材５０が、その上面及び下面をそれぞれアンダークロスメンバ３６の上壁３６Ｂの内面及び下壁３６Ｃの内面に加硫接着させることで設けられている。そして、アンダークロスメンバ３６及びゴム部材５０には、それぞれカラー部材５２を挿通させるための貫通孔３６Ａ、５０Ａが形成されている。

また、アンダーメンバ４６の車体前方側端部は、前壁４８によって閉塞されており、その前壁４８には、ボルト７０を挿通させるための貫通孔４８Ａが形成されている。そして、その前壁４８の内面には、その貫通孔４８Ａと同軸的に連通するウエルドナット７２が設けられている。更に、カラー部材５２の車体前方側には、アンダークロスメンバ３６の貫通孔３６Ａよりも外径が大きいワッシャー５４が設けられるようになっている。

したがって、車体前方側から各貫通孔３６Ａ、５０Ａにカラー部材５２を挿通し、その後、車体前方側からボルト７０をワッシャー５４の貫通孔５４Ａ、カラー部材５２の貫通孔５２Ａ、アンダーメンバ４６の前壁４８に形成された貫通孔４８Ａに挿通して、ウエルドナット７２に螺合することにより、アンダーメンバ４６の車体前方側端部（前壁４８）がアンダークロスメンバ３６に締結固定（結合）される。

なお、図２に示されるように、アンダークロスメンバ３６の車体前方側には、図示しないリブを介して、フロントバンパ１８と一体のバンパカバー５６が配設されており、バンパカバー５６に被覆されたアンダークロスメンバ３６は、歩行者脚部保護用のロアアブソーバとして機能するようになっている。

また、図２に示されるように、パワーユニット３０の車体下方側には、エンジンコンパートメントルーム２０を構成する（エンジンコンパートメントルーム２０の車体下方側を覆う）略平板状のアンダーカバー６０が配設されている。このアンダーカバー６０は、大型のフルアンダーカバーとされており、樹脂材で成形されている。

また、このアンダーカバー６０の車体前方側端部は、図５に詳細に示されるように、アンダークロスメンバ３６の下壁３６Ｃの下端部に、複数のリベット７４によって取り付けられて支持されている。そして、このアンダーカバー６０の車体後方側端部は、パワーユニット３０の車体後方側に配置されたサスペンションメンバ７８（図６参照）に、図示しない複数のリベット（又はボルト・ナット）によって取り付けられて支持されている。

また、アンダーカバー６０の後部側には、アンダーカバー６０と路面（図示省略）との間を流れる冷却風（車両１２が走行することによって発生する風）をラジエータ４２へ導入するための第２導入口６２が形成されている。図３、図４に示されるように、この第２導入口６２は、アンダーカバー６０の車幅方向中央部に、平面視で車幅方向を長手方向とする矩形状に形成されており、その車幅方向の長さは、ラジエータ４２のコア部４２Ａの車幅方向の長さ以上とされている。

そして、この第２導入口６２の車体上方側には、第２導入口６２から導入された冷却風をラジエータ４２のコア部４２Ａへ導くためのダクト６４が設けられている。すなわち、このダクト６４は、第２導入口６２を複数（例えば車幅方向に３つ）に仕切る複数枚（第２導入口６２の車幅方向両端部を含み、例えば４枚）の側壁６６と、各側壁６６の上端部を車幅方向に一体に連結する複数枚（例えば３枚）の上壁６８と、で構成されている。

なお、このダクト６４（側壁６６及び上壁６８）は、車体後方上側へ向けて傾斜されており、少なくともラジエータ４２のコア部４２Ａの下半分へ冷却風を導入できるように構成されている。そして、第１導入口２２から導入された冷却風は、ダクト６４の上壁６８に案内されて、少なくともラジエータ４２のコア部４２Ａの上半分へ導入されるようになっている。また、ダクト６４の車体上方側には、ステアリングギアボックス７６（図４参照）が配設されている。

更に、ダクト６４の車体前方側におけるアンダーカバー６０には、第２導入口６２と連続した排出口５８が形成されている。この排出口５８も、平面視で車幅方向を長手方向とする矩形状に形成されており、各側壁６６が車体前方側へ延設されることにより、複数（例えば車幅方向に３つ）に仕切られるようになっている。

そして、後述するように、パワーユニット３０の振動がアンダーメンバ４６及びアンダークロスメンバ３６を介してアンダーカバー６０へ伝達されることにより、そのアンダーカバー６０上に存在する塵埃等の異物が、この排出口５８から車両１２の外へ排出されるようになっている。

以上のような構成とされた車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。

上記したように、本実施形態に係る車体前部構造１０では、パワーユニット３０の車体前方側にラジエータ４２を含む冷却ユニット４０を配置しない構成を採っている。そして、アンダークロスメンバ３６とパワーユニット３０との間が、アンダーメンバ４６によって車体前後方向に連結されている。したがって、このパワーユニット３０を、アンダーメンバ４６と共にアンダークロスメンバ３６を支持する車体骨格部材として機能させることができる。

よって、アンダークロスメンバ３６とサスペンションメンバ７８（図６参照）との間が、アンダーメンバ４６によって連結される構成に比べて、アンダーメンバ４６の小型化（小径化及び短縮化）を図ることができる。つまり、これにより、車両１２の軽量化及び低コスト化を図ることができ、燃費性能の低下を抑制することができる。

しかも、アンダーメンバ４６の車体前方側端部（前壁４８）は、ゴム部材５０を介してアンダークロスメンバ３６に結合されているため、アンダークロスメンバ３６を、パワーユニット３０のマスダンパー（制振部材）として機能させることができる。よって、パワーユニット３０を支持するエンジンマウントの小型化又は廃止を図ることができる。

更に、アンダーカバー６０の車体前方側端部は、アンダークロスメンバ３６（下壁３６Ｃ）の下端部に取り付けられている。したがって、パワーユニット３０の振動が、アンダーメンバ４６及びアンダークロスメンバ３６を介してアンダーカバー６０へ伝達される。つまり、これにより、アンダーカバー６０を振動させることができるため、アンダーカバー６０上に存在する塵埃等の異物を排出口５８から車両１２の外へ排出させることができる。

また、車両１２が前面衝突したときには、フロントサイドメンバ１４に衝突荷重が伝達されるだけではなく、アンダークロスメンバ３６からアンダーメンバ４６へも衝突荷重が伝達される。つまり、その衝突荷重は、アンダーメンバ４６を介してパワーユニット３０へも伝達される。したがって、その衝突荷重を効率よく受け止めることができ、車両１２の衝突安全性能を向上させることができる。

なお、図６に示されるように、パワーユニット３０と、冷却ユニット４０と、アンダークロスメンバ３６と、アンダーメンバ４６と、アンダーカバー６０と、ステアリングギアボックス７６と、サスペンションメンバ７８と、を一体化させたモジュール８０として構成してもよい。

この場合、そのモジュール８０をフロントサイドメンバ１４の車体下方側から接近させ、サスペンションメンバ７８の車幅方向両端部に車体上下方向に延在するように設けられている左右一対の支持部材７７を、それぞれ左右のフロントサイドメンバ１４の下面に取り付けることで、本実施形態に係る車体前部構造１０を車両１２に対して容易に組み付けることができる（車体前部構造１０の車両１２への組付性を向上させることができる）。

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、アンダーカバー６０は、車幅方向から見た側面視で、アンダークロスメンバ３６（下壁３６Ｃ）の下端部に取り付けられた車体前方側端部から排出口５８に向かって傾斜させるような形状に構成してもよい。

また、アンダーカバー６０の車体前方側端部は、アンダークロスメンバ３６（下壁３６Ｃ）の下端部に取り付けられる構成に限定されるものではない。例えば、アンダークロスメンバ３６（下壁３６Ｃ）の下端部に取り付けられた支持部材（図示省略）に、アンダーカバー６０の車体前方側端部が取り付けられる構成にしてもよい。

更に、アンダーメンバ４６の車体前方側端部（前壁４８）は、弾性体を介してアンダークロスメンバ３６に結合される構成に限定されるものではない。すなわち、アンダークロスメンバ３６をパワーユニット３０のマスダンパーとして機能させることができる構成になっていればよく、その弾性体もゴム部材５０に限定されるものではない。

１０車体前部構造
３０パワーユニット
３２エンジン
３４トランスミッション
３６アンダークロスメンバ
３８前輪
４０冷却ユニット
４６アンダーメンバ（連結部材）
５０ゴム部材（弾性体）
６０アンダーカバー

Claims

エンジン及びトランスミッションが内蔵され、少なくとも前輪を駆動するパワーユニットと、
前記パワーユニットの車体後方側に配置され、前記エンジンを冷却する冷却ユニットと、
前記パワーユニットの車体前方側に離間して配置され、車幅方向に延在するアンダークロスメンバと、
前記パワーユニットと前記アンダークロスメンバとの間を車体前後方向に連結する連結部材と、
を備えた車体前部構造。
前記連結部材の車体前方側端部は、弾性体を介して前記アンダークロスメンバに結合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。
前記パワーユニットの車体下方側に配置され、前記アンダークロスメンバに車体前方側端部が取り付けられたアンダーカバー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。