JP2019093829A - 車両前部構造、及び車両前部連結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易にサスペンションと車体側部材との組み付け作業を行うことができる車両前部構造、及び車両前部連結方法を得る。【解決手段】シャシーモジュール２０は、駆動ユニット２２、サスペンション２４、及び、サスペンション２４の車両幅方向内側に立設配置されサスペンション２４が取り付けられるサスペンションタワー２６を有している。バッテリ収容部４１の車両前側には、延出フロントサイドメンバ５０が設けられている。シャシーモジュール２０と延出フロントサイドメンバ５０は、車両前後方向で重なり合い、サスペンションタワー２６と延出フロントサイドメンバ５０が、車両幅方向外側からボルト５０Ｃにより締結されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造、及び車両前部連結方法に関する。

下記特許文献１には、マウント装置により駆動ユニットがフロントサイドフレームと連結され、サスペンションを支持するためのサスクロスメンバ及びサスペンションタワーを有する電動車両が開示されている。特許文献１のような構成を有する電動車両において、車体側の部材であるサスペンションタワーへサスペンションを取り付ける場合、サスペンションタワーをサスペンションの上部からアクセスさせて組付けを行う必要があった。そのため、上下方向に車体を移動させる生産設備が必要であり、組み付け作業にも手間が掛かっていた。

特開２０１２−１４４１４２号公報

本発明は上記事実を考慮し、簡易にサスペンションと車体側部材との組み付け作業を行うことができる車両前部構造、及び車両前部連結方法を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車両前部構造は、車両前部に配置され、駆動ユニット、サスペンション、及び、前記サスペンションの車両幅方向内側に立設配置され前記サスペンションが取り付けられるサスペンションタワーを有するシャシーモジュールと、前記シャシーモジュールよりも車両後方に配置される車体側部材の車両前側に配置され、前記シャシーモジュールと車両前後方向で重なり合いかつ連結されたリヤ側連結部材と、前記シャシーモジュールと前記リヤ側連結部材とを車両幅方向外側から締結する締結具と、を備えている。

請求項１に記載の車両前部構造では、シャシーモジュールに車体から切り離されたサスペンションタワーが含まれている。したがって、シャシーモジュールの製造工程において、サスペンションタワーとサスペンションとを車体と切り離して組み付けることができる。そして、このシャシーモジュールを車体側部材の車両前側に配置されたリヤ側連結部材と車両前後方向で重ね合わせ、締結具で車両幅方向外側から締結することにより、シャシーモジュールと車体側部材との組み付け作業を簡易に行うことができる。

請求項２に記載の発明に係る車両前部構造は、前記リヤ側連結部材は、前記車体側部材の車両幅方向の両側下部から車両前方へ延出される延出フロントサイドメンバであり、前記サスペンションタワーと前記延出フロントサイドメンバとが車両前後方向に重なり合った状態で前記締結具により第１締結部で締結されている。

請求項２に記載の車両前部構造では、車体側部材の車両幅方向の両側から車両前方へ延出される延出フロントサイドメンバにサスペンションタワーを締結させることにより、シャシーモジュールと車体側部材とを組み付けることができる。

請求項３に記載の発明に係る車両前部構造は、前記第１締結部は、車両側方から見て前記サスペンションと重なり合わない位置に配置されている。

請求項３に記載の車両前部構造では、サスペンションと重なり合わない位置で延出フロントサイドメンバにサスペンションタワーを締結させるので、サスペンションが邪魔にならず、締結作業を簡単に行うことができる。

請求項４に記載の発明に係る車両前部構造は、前記シャシーモジュールは、車両幅方向の両側に車両前後方向に延出された組込フロントサイドメンバを有し、前記リヤ側連結部材は、前記車体側部材の車両幅方向の両側下部から車両前方へ突出される突出サイドメンバであり、前記組込フロントサイドメンバと前記突出サイドメンバとが車両前後方向に重なり合った状態で前記締結具により第２締結部で締結されている。

請求項４に記載の車両前部構造では、シャシーモジュールに組込フロントサイドメンバは設けられ、車体側部材に突出サイドメンバが設けられている。この組込フロントサイドメンバと突出サイドメンバとを車両前後方向で重ね合わせて、第２締結部で締結することができる。

請求項５に記載の発明に係る車両前部構造は、前記第２締結部は、前記サスペンションよりも車両後側に配置されている。

請求項５に記載の車両前部構造では、サスペンションと重なり合わない位置で組込フロントサイドメンバと突出サイドメンバとを締結させるので、サスペンションが邪魔にならず、締結作業を簡単に行うことができる。

請求項６に記載の発明に係る車両前部連結方法は、サスペンションの車両幅方向内側にサスペンションタワーを配置して前記サスペンションを前記サスペンションタワーに取り付け、駆動ユニット、前記サスペンション、及び、前記サスペンションタワーを含むシャシーモジュールを形成する第１工程と、前記シャシーモジュールと前記シャシーモジュールよりも車両後方に配置される車体側部材の車両前側に配置されたリヤ側連結部材とを車両前後方向に相対移動させて互いの締結部を車両前後方向に重ね合わせる第２工程と、前記シャシーモジュールと前記リヤ側連結部材とを、前記締結部において車両幅方向外側から締結する第３工程と、を備えている。

請求項６に記載の発明に係る車両前部連結方法では、第１工程において、サスペンションタワーを含むシャシーモジュールを形成する。また、第２工程において、シャシーモジュールと車体側部材の車両前側に配置されたリヤ側連結部材とを車両前後方向に相対移動させて互いの締結部を車両前後方向に重ね合わせる。そして、第３工程において、シャシーモジュールと前記リヤ側連結部材とを、締結部において車両幅方向外側から締結する。

請求項６に記載の車両前部連結方法によれば、シャシーモジュールとリヤ側連結部材とを車両前後方向に相対移動させて互いの締結部を車両前後方向に重ね合わせるので、車両上下方向に車体を移動させる生産設備が不要である。また、シャシーモジュールとリヤ側連結部材とを、締結部において車両幅方向外側から締結するので、組み付け作業を簡易に行うことができる。

本発明に係る車両前部構造、車両前部連結方法によれば、簡易にサスペンションと車体側部材との組み付け作業を行うことができる。

第１実施形態に係る車両前部構造の上方からの斜視図である。 第１実施形態に係る車両前部構造の側面図である。 第２実施形態に係る車両前部構造の上方からの斜視図である。 第２実施形態に係る車両前部構造の側面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る車両前部構造１２について、図１、図２に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印Ｗは、車両の前方向（進行方向）、上方向、幅方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、幅、上下の方向を用いて説明する場合、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両幅方向、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係る車両前部構造１２は、例えば電気自動車等の車両１０の前部に適用されており、パワーユニット室１４及び車室１６を備えている。パワーユニット室１４と車室１６とは、ダッシュパネル１８によって区画されており、パワーユニット室１４は、車室１６の前側に配置されている。

パワーユニット室１４には、シャシーモジュール２０が配置されている。シャシーモジュール２０は、駆動ユニット２２、サスペンション２４、サスペンションタワー２６、サスペンションメンバ３０、ロアサイドメンバ３２、ロアリインフォースメント３４、及びラジエータ２８を含んで構成されている。

駆動ユニット２２は、モータ２２Ａ及びステアリングギアボックス２２Ｂを有している。モータ２２Ａは、出力軸が車両幅方向Ｗに延出されるように配置されている。ステアリングギアボックス２２Ｂはモータ２２Ａの下側で車両幅方向Ｗに延出されている。

駆動ユニット２２は、サスペンションメンバ３０に不図示のマウント部材を介して支持されている。サスペンションメンバ３０は、車両幅方向Ｗに延出されるクロスメンバ３０Ａと、車両幅方向の両外側において車両前後方向に延出されるサイドレール３０Ｂとを含んで構成されている。サスペンションメンバ３０は、前後に離間した２本のクロスメンバ３０Ａにより一対のサイドレール３０Ｂが連結されたフレーム状とされている。サイドレール３０Ｂの前端部と後端部には、後述する延出フロントサイドメンバ５０とボルト連結するための取付孔３０Ｃ、３０Ｄが各々形成されている。

サスペンション２４は、モータ２２Ａの車両幅方向Ｗの両外側に各々配置されている。サスペンション２４は、上部において後述するサスペンションタワー２６に支持されている。サスペンションタワー２６は、板状とされ、側壁部２６Ａ、頂壁部２６Ｂ、下結合部２６Ｃを有している。側壁部２６Ａは、板面が略車両幅方向に向くように上下方向に延出されている。頂壁部２６Ｂは、側壁部２６Ａの上端から車両幅方向Ｗの外側へ湾曲するように一体的に連続形成されている。頂壁部２６Ｂには、サスペンション２４の上部を支持する支持部２６Ｄが形成されている。サスペンション２４は、側壁部２６Ａの車両幅方向Ｗの外側に配置され、上部がボルト（不図示）により支持部２６Ｄに固定される。

サスペンションタワー２６の下結合部２６Ｃは、側壁部２６Ａの下側から一体的に連続して下方へ延出され、サスペンション２４を挟んで前後に配置されている。前後に分かれた下結合部２６Ｃの間には、凹部２６Ｅが形成されている。下結合部２６Ｃには、凹部２６Ｅを挟んだ前後の両側の各々に、後述するボルト締結のための取付孔２６Ｆが形成されている。

一対のサイドレール３０Ｂの各々の前端部には、ロアサイドメンバ３２が連結されている。ロアサイドメンバ３２は、サスペンションメンバ３０の車両幅方向外側の前端部から車両前方へ延出されている。ロアサイドメンバ３２の前端には、ロアリインフォースメント３４が取り付けられている。ロアリインフォースメント３４は、車両幅方向に延在し、一対のロアサイドメンバ３２の前端を連結している。また、ロアリインフォースメント３４は、不図示のフロントバンパリインフォースメントと車両上下方向に重なり合うように、フロントバンパリインフォースメントの真下に配置されている。車両前後方向のロアリインフォースメント３４とサスペンションメンバ３０の間には、ラジエータ３６が配置されている。

シャシーモジュール２０は、少なくとも前述した、駆動ユニット２２、サスペンション２４、サスペンションタワー２６、サスペンションメンバ３０、ロアサイドメンバ３２、ロアリインフォースメント３４、及びラジエータ２８について、予め組み付けが行われ、その他の必要な部品等についても組み付けられ、シャシーモジュール２０として完成し、後述の延出フロントサイドメンバ５０と連結される。

車室１６の車両幅方向の両外側には、車両前後方向に沿って延在された左右一対のロッカ４０が設けられている。この左右一対のロッカ４０は、それぞれ閉断面を形成する車両骨格部材の１つとされており、一対のロッカ４０の間には、バッテリ収容部４１が設けられている。バッテリ収容部４１は、車室１６の下側に配置され、底板４２、バッテリ枠部４４、バッテリ(不図示）、及びバッテリ前サイド部４６を有している。本実施形態では、ロッカ４０及びバッテリ収容部４１により、本発明の車体側部材が構成されている。

底板４２は、略長方形板状とされ、バッテリ収容部４１の全体を下側から覆っている。バッテリ枠部４４は、一定の高さを有する枠状とされ、底板４２の外縁に沿って配置されている。バッテリ枠部４４の内側の底板４２上には、バッテリが収納されている。バッテリからモータ２２Ａ等に電力が供給可能とされる。

バッテリ前サイド部４６は、バッテリ枠部４４の前端に設けられている。バッテリ前サイド部４６から上側にダッシュパネル１８が配設されている。バッテリ前サイド部４６の車両幅方向においてロッカ４０よりも内側には、リヤ側連結部材としての延出フロントサイドメンバ５０が設けられている。各々の延出フロントサイドメンバ５０は、バッテリ枠部４４の前端に固定され、車両前方へ延出されている。延出フロントサイドメンバ５０は、角筒状を成す閉断面構造とされており、断面が２個の四角形状を上下に配置した形状とされ、車両骨格部材を構成している。各々の延出フロントサイドメンバ５０は、車両幅方向外側に互いに離間配置され、車両前後方向の長さは、シャシーモジュール２０のサスペンションメンバ３０の車両前後方向の長さよりも長い。
なお、延出フロントサイドメンバ５０の材料や製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、鋼材、アルミニウム材、樹脂材などを各種の製造方法により形成したものを用いることができる。

延出フロントサイドメンバ５０の車両幅方向の外側壁には、サスペンションタワー２６とボルト締結を行うための取付孔５０Ａが形成されている。取付孔５０Ａに対向する位置には、ウエルドナット（不図示）が固定されている。また、延出フロントサイドメンバ５０の前端部下側には、取付孔５０Ｄが形成され、取付孔５０Ｄと対向する位置には、ウエルドナット（不図示）が固定されている。さらに、延出フロントサイドメンバ５０の後端部下側には、取付孔５０Ｅが形成され、取付孔５０Ｅと対向する位置には、ウエルドナット（不図示）が固定されている。

延出フロントサイドメンバ５０の前端部には、車両前端部において車両幅方向に沿って延在されたフロントバンパリインフォースメント（不図示）が溶接や締結等によりそれぞれ結合されている。なお、各延出フロントサイドメンバ５０の前端部とフロントリインフォースメントの間に、衝撃吸収部材として別途クラッシュボックスがそれぞれ介在されてもよいのは勿論のことである。

延出フロントサイドメンバ５０と、シャシーモジュール２０とは、以下の手順で連結される。

シャシーモジュール２０をバッテリ枠部４４の前側からアクセスさせて、サスペンションメンバ３０のサイドレール３０Ｂを各々延出フロントサイドメンバ５０の下側に配置して、延出フロントサイドメンバ５０をシャシーモジュール２０と車両前後方向で重ね合わせる。この時、サスペンションメンバ３０の取付孔３０Ｃ、３０Ｄと延出フロントサイドメンバ５０の取付孔５０Ｄ、５０Ｅを各々重ね合わせ、サスペンションタワー２６の取付孔２６Ｆと延出フロントサイドメンバ５０の取付孔５０Ａを重ね合わせる。そして、下側からボルト３１Ａを取付孔３０Ｃ、５０Ｄへ挿入すると共に、ボルト３１Ｂを取付孔３０Ｄ、５０Ｅへ挿入して、延出フロントサイドメンバ５０とサスペンションメンバ３０とを締結させる。また、車両幅方向外側から、ボルト５０Ｃを取付孔２６Ｆ、５０Ａへ挿入して、延出フロントサイドメンバ５０とサスペンションタワー２６とを締結させる。

本実施形態の車両前部構造によれば、シャシーモジュール２０にサスペンションタワー２６が含まれている。したがって、シャシーモジュール２０の製造工程において、サスペンションタワー２６とサスペンション２４とを車体と切り離して組み付けることができる。そして、このシャシーモジュール２０をバッテリ枠部４４の車両前側に配置された延出フロントサイドメンバ５０とは、車両前後方向におけるアクセスで重ね合わせることができる。本実施形態では、延出フロントサイドメンバ５０とサスペンションタワー２６を重ね合わせて、ボルト５０Ｃで車両幅方向外側から締結することにより、シャシーモジュール２０と車体側部材との組み付け作業を簡易に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図３及び図４に示されるように、本実施形態の車両前部構造１１は、第１実施形態の延出フロントサイドメンバ５０に代えて、突出サイドメンバ５２を有している。また、シャシーモジュール２０には、第１実施形態のシャシーモジュール２０に、更に組込フロントサイドメンバ３８が設けられている。

組込フロントサイドメンバ３８は、延出フロントサイドメンバ５０と同様の部材で構成されており、角筒状を成す閉断面構造で断面が２個の四角形状を上下に配置した形状とされ、車両骨格部材を構成している。また、組込フロントサイドメンバ３８は、シャシーモジュール２０との関係において、前述の延出フロントサイドメンバ５０と同様の位置に配置されている。組込フロントサイドメンバ３８とサスペンションメンバ３０とは、第１実施形態の延出フロントサイドメンバ５０とサスペンションメンバ３０と同様にして締結されている。一方、組込フロントサイドメンバ３８とサスペンションタワー２６は、互いに連結されていない。組込フロントサイドメンバ３８は、シャシーモジュール２０の一部材であり、予めシャシーモジュール２０内に組み付けられている。

突出サイドメンバ５２は、バッテリ前サイド部４６の前端面に延出フロントサイドメンバ５０と同様の位置で固定されている。突出サイドメンバ５２は、角筒状を成す閉断面構造とされ、車両骨格部材を構成している。突出サイドメンバ５２は、短尺とされ、組込フロントサイドメンバ３８よりも大きく組込フロントサイドメンバ３８の外周に沿った形状とされている。突出サイドメンバ５２の車両幅方向の外側壁５２Ｃには、組込フロントサイドメンバ３８とボルト締結を行うための取付孔５２Ａが形成されている。取付孔５２Ａに対向する位置には、ウエルドナット（不図示）が固定されている。また、組込フロントサイドメンバ３８の車両幅方向外側には、突出サイドメンバ５２とのボルト締結用の取付孔３８Ａが形成されている。組込フロントサイドメンバ３８の前端部下側には、取付孔３８Ｄが形成され、取付孔３８Ｄと対向する位置には、ウエルドナット（不図示）が固定されている。さらに、組込フロントサイドメンバ３８の後端部下側には、取付孔３８Ｅが形成され、取付孔３８Ｅと対向する位置には、ウエルドナット（不図示）が固定されている。

シャシーモジュール２０において、組込フロントサイドメンバ３８の組み付けは、第１実施形態の延出フロントサイドメンバ５０と同様に行われる。突出サイドメンバ５２と、シャシーモジュール２０とは、以下の手順で連結される。

シャシーモジュール２０をバッテリ枠部４４の前側からアクセスさせて、組込フロントサイドメンバ３８を突出サイドメンバ５２の内側へ挿入して車両前後方向で重ね合わせる。この時、組込フロントサイドメンバ３８の取付孔３８Ａと突出サイドメンバ５２の取付孔５２Ａを各々重ね合わせ、車両幅方向外側から、ボルト５２Ｂを取付孔５２Ａ、３８Ａへ挿入して、組込フロントサイドメンバ３８と突出サイドメンバ５２とを締結させる。

本実施形態の車両前部構造によれば、シャシーモジュール２０にサスペンションタワー２６が含まれているので、第１実施形態と同様に、シャシーモジュール２０の製造工程において、サスペンションタワー２６とサスペンション２４とを車体と切り離して組み付けることができる。そして、このシャシーモジュール２０をバッテリ枠部４４の車両前側に配置された突出サイドメンバ５２とは、車両前後方向におけるアクセスで重ね合わせることができる。本実施形態では、組込フロントサイドメンバ５２と突出サイドメンバ５２を重ね合わせて、ボルト５２Ｂで車両幅方向外側から締結することにより、シャシーモジュール２０と車体側部材との組み付け作業を簡易に行うことができる。

また、本実施形態では、いずれも車両骨格部材である組込フロントサイドメンバ３８と突出サイドメンバ５２とを連結するので、衝突荷重を円滑に伝達させることができる。

なお、上記の第１、第２実施形態では、シャシーモジュール２０と延出フロントサイドメンバ５０、シャシーモジュール２０と突出サイドメンバ５２との締結にボルトを用いたが、他の部材、例えばリベットによる機械締結を行ってもよい。

また、シャシーモジュール２０を構成する部材として、第１、第２実施形態に記載されていない部材、例えば、非接触充電池等を搭載してもよい。

なお、上記の第１、第２実施形態では、車両１０として電気自動車を例に説明したが、本発明の車両前部構造は、ガソリン車、燃料電池自動車、ハイブリッド車など、他の車両に適用してもよい。

１０ 車両
１１、１２ 車両前部構造
１２ 車両前部構造
２０ シャシーモジュール
２２ 駆動ユニット
２４ サスペンション
２６ サスペンションタワー
２６Ｃ 下結合部（第１締結部）
３８ 組込フロントサイドメンバ
４１ バッテリ収容部（車体側部材）
４６ バッテリ前サイド部
５０ 延出フロントサイドメンバ（リヤ側取付部材）
５０Ｃ ボルト（締結具）
５２ 突出サイドメンバ
５２Ｂ ボルト（締結具）
５２Ｃ 外側壁（第２締結部）

Claims (6)

1. 車両前部に配置され、駆動ユニット、サスペンション、及び、前記サスペンションの車両幅方向内側に立設配置され前記サスペンションが取り付けられるサスペンションタワーを有するシャシーモジュールと、
   前記シャシーモジュールよりも車両後方に配置される車体側部材の車両前側に配置され、前記シャシーモジュールと車両前後方向で重なり合いかつ連結されたリヤ側連結部材と、
   前記シャシーモジュールと前記リヤ側連結部材とを車両幅方向外側から締結する締結具と、
   を備えた車両前部構造。
2. 前記リヤ側連結部材は、前記車体側部材の車両幅方向の両側から車両前方へ延出される延出フロントサイドメンバであり、
   前記サスペンションタワーと前記延出フロントサイドメンバとが車両前後方向に重なり合った状態で前記締結具により第１締結部で締結されている、請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記第１締結部は、車両側方から見て前記サスペンションと重なり合わない位置に配置されている、請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記シャシーモジュールは、車両幅方向の両側に車両前後方向に延出された組込フロントサイドメンバを有し、
   前記リヤ側連結部材は、前記車体側部材の車両幅方向の両側下部から車両前方へ突出される突出サイドメンバであり、前記組込フロントサイドメンバと前記突出サイドメンバとが車両前後方向に重なり合った状態で前記締結具により第２締結部で締結されている、請求項１に記載の車両前部構造。
5. 前記第２締結部は、前記サスペンションよりも車両後側に配置されている、請求項４に記載の車両前部構造。
6. サスペンションの車両幅方向内側にサスペンションタワーを配置して前記サスペンションを前記サスペンションタワーに取り付け、駆動ユニット、前記サスペンション、及び、前記サスペンションタワーを含むシャシーモジュールを形成する第１工程と、
   前記シャシーモジュールと前記シャシーモジュールよりも車両後方に配置される車体側部材の車両前側に配置されたリヤ側連結部材とを車両前後方向に相対移動させて互いの締結部を車両前後方向に重ね合わせる第２工程と、
   前記シャシーモジュールと前記リヤ側連結部材とを、前記締結部において車両幅方向外側から締結する第３工程と、
   を備えた、車両前部連結方法。