JP2020111285A

JP2020111285A - 車両前部構造

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Publication number: JP2020111285A
Application number: JP2019005334A
Authority: JP
Inventors: 亮介近澤; Ryosuke Chikasawa; 寛之倉田; Hiroyuki Kurata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2039-01-16
Also published as: CN111439306B; JP7131400B2; US20200223488A1; US11104383B2; CN111439306A

Abstract

【課題】３点支持の構造において、前面衝突時にモータマウントを破断させることができる車両前部構造を得る。【解決手段】車両前部構造は、車両前部に配設されたモータユニット１５と、車両前部に配設され、車両前後方向に延在されると共に、前面衝突時に車両下方側へ変形されるサスペンションメンバ１７と、モータユニット１６の前部とサスペンションメンバ１７とを連結する左右一対の前側モータマウントと、モータユニット１６の後部における車両幅方向中央部とサスペンションメンバ１７とを連結する後側モータマウント２４と、車両の前面衝突時に車両後方側へ移動する後側モータマウント２４を車両幅方向に破断させる破断機構５０と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

特許文献１には、後側モータマウント及び左右一対の前側モータマウントの３点でモータユニットをサスペンションメンバに支持させた構造が開示されている。また、特許文献１では、車両の前面衝突時に後側モータマウントを車両上下方向に座屈（破断）させるように構成されている。

特開２００４−１６１２６０号公報

ところで、モータマウントは、走行中などに入力される車両上下方向の荷重に対して強度を確保する必要があり、４点でモータユニットを支持する構造よりも３点支持構造の方がモータマウントの強度が高く設定される。このため、３点支持の構造において車両の前面衝突時に後側モータマウントを破断させるには改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、３点支持の構造において、前面衝突時にモータマウントを破断させることができる車両前部構造を得ることを目的とする。

請求項１に係る車両前部構造は、車両前部に配設されたモータユニットと、車両前部に配設され、車両前後方向に延在されると共に、前面衝突時に車両下方側へ変形されるサスペンションメンバと、前記モータユニットの前部と前記サスペンションメンバとを連結する左右一対の前側モータマウントと、前記モータユニットの後部における車両幅方向中央部と前記サスペンションメンバとを連結する後側モータマウントと、車両の前面衝突時に車両後方側へ移動する前記後側モータマウントを車両幅方向に破断させる破断機構と、を有する。

請求項１に係る車両前部構造では、車両前部にモータユニット及びサスペンションメンバが配設されており、サスペンションメンバは、車両前後方向に延在されると共に、前面衝突時に車両下方側へ変形するように構成されている。また、モータユニットの前部とサスペンションメンバとが左右一対の前側モータマウントで連結されており、モータユニットの後部における車両幅方向中央部とサスペンションメンバとが後側モータマウントで連結されている。ここで、後側モータマウントには破断機構が設けられており、この破断機構によって車両の前面衝突時に後側モータマウントが破断される。これにより、後側モータマウント及びサスペンションメンバの後部をモータユニットから離脱させて下方へ変位させることができる。

また、破断機構は、モータユニットの車両後方側への移動に伴って後側モータマウントを車両幅方向に破断させる。すなわち、後側モータマウントに対して、走行中に入力される上下方向の荷重とは異なる方向に破断させるため、３点支持構造であっても前面衝突時にモータマウントを破断させ易い。

請求項２に係る車両前部構造は、請求項１において、前記後側モータマウントは、前記サスペンションメンバに固定されたマウント本体部と、前記マウント本体部と前記モータユニットとを連結するマウントブラケットとを含んで構成されており、前記マウントブラケットは、平面視で車両前後方向に延在されて前記マウント本体部に固定された左右一対のアーム部を備えており、前記破断機構は、前記マウント本体部に設けられ、車両の前面衝突時に後退する前記アーム部と接触して前記アーム部を車両幅方向へ変位させる突出部を含んで構成されている。

請求項２に係る車両前部構造では、車両の前面衝突時にマウントブラケットのアーム部が後退した際に、この後退したアーム部がマウント本体部に設けられた突出部に接触することで、突出部によってアーム部が車両幅方向へ変位される。この結果、アーム部（マウントブラケット）を車両幅方向に破断させることができる。

請求項３に係る車両前部構造は、請求項２において、前記アーム部には、車両幅方向の外力が作用した場合に破断の起点となる破断起点部が形成されている。

請求項３に係る車両前部構造では、アーム部がマウント本体部の突出部に接触した場合に、破断起点部を起点として車両幅方向にアーム部を破断させることができる。

請求項４に係る車両前部構造は、請求項２又は３において、前記突出部は、前記マウント本体部から車両幅方向一方側へ延出されており、左右一対の前記アーム部のうち、前記突出部と車両前後方向に対向する一方の前記アーム部は、他方の前記アーム部よりも車両後方側へ延在されている。

請求項４に係る車両前部構造では、突出部と対向する一方のアーム部のみを車両前後方向に長く形成することで、アーム部を突出部と接触させ易い。また、アーム部を両方とも長く形成した構造と比較して、軽量化を図ることができる。

以上説明したように、請求項１に係る車両前部構造によれば、３点支持の構造において、前面衝突時にモータマウントを破断させることができる。

請求項２に係る車両前部構造によれば、簡易な構造でマウントブラケットを車両幅方向に破断させることができる。

請求項３に係る車両前部構造によれば、破断起点部が形成されていない構造と比較して、車両の前面衝突時にスムーズにマウントブラケットを破断させることができる。

請求項４に係る車両前部構造によれば、左右一対のアーム部が車両前後方向に同じ長さで形成された構造と比較して、軽量化を図りつつ、アーム部を確実に破断させることができる。

実施形態に係る車両前部構造が適用された車両の要部を示す側面図である。実施形態に係る車両前部構造を構成するサスペンションメンバ及びモータユニットを示す、車両前方側かつ車両上方側から見た斜視図である。実施形態に係る車両前部構造を構成する後側モータマウントを拡大して示す、車両後方側かつ車両上方側から見た斜視図である。前面衝突前における実施形態に係る車両前部構造の要部を示す図であり、（Ａ）には側面図を示し、（Ｂ）には平面図を示している。前面衝突時における実施形態に係る車両前部構造の要部を示す図であり、（Ａ）には側面図を示し、（Ｂ）には平面図を示している。図５（Ａ）の状態からサスペンションメンバが車両下方側へ変形した状態を示す側面図である。図６の状態からモータユニットが車両後方側へ移動した状態を示す側面図である。

以下、図面を参照して実施形態に係る車両前部構造について説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＲＨは車両右側を示している。以下、前後左右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、車両幅方向の左右、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が適用された車両１０の前部には、車両前後方向に延在されたフロントサイドメンバ１２が配設されている。フロントサイドメンバ１２は、閉断面構造とされており、左右に一対設けられている（図１では車両右側のフロントサイドメンバ１２のみが図示されている）。

フロントサイドメンバ１２の前端部には、図示しないクラッシュボックスを介してバンパリインフォースメント１４が設けられている。バンパリインフォースメント１４は、車両幅方向に延在されており、一対のフロントサイドメンバ１２を車両幅方向に連結している。また、フロントサイドメンバ１２の後端部は、車室内と車室外とを隔てるダッシュパネル２２に接合されている。

フロントサイドメンバ１２とダッシュパネル２２との接合部の車両下方側には高電圧部品である高電圧ケーブル３０が配設されている。高電圧ケーブル３０は、ダッシュパネル２２に沿って配設されており、高電圧ケーブル３０の一端部は、フロアパネルの下方に配置された図示しないバッテリに接続されている。また、高電圧ケーブル３０の他端部は、図示しないインバータなどに接続されている。

ここで、左右一対のフロントサイドメンバ１２の間には、モータユニット１６が配設されている。モータユニット１６は、車両１０の駆動用モータとトランスミッションとを含んで構成されており、後述するサスペンションメンバ１７に取り付けられている。

フロントサイドメンバ１２よりも車両下方側にはサスペンションメンバ１７が配設されている。図２に示されるように、サスペンションメンバ１７は、左右一対のサイドレール１８と、前側クロスメンバ３４と、後側クロスメンバ３６とを含んで構成されている。

左右一対のサイドレール１８はそれぞれ、車両前後方向に延在されている。また、図１に示されるように、サイドレール１８の前端部にはロアバンパリインフォースメント２０が設けられている。ロアバンパリインフォースメント２０は、バンパリインフォースメント１４の車両下方側に位置しており、車両幅方向に延在されている。

ここで、サイドレール１８には、車両前方側から順に第１湾曲部１８Ａ及び第２湾曲部１８Ｂが形成されており、第１湾曲部１８Ａと第２湾曲部１８Ｂとの間が傾斜部１８Ｃとされている。第１湾曲部１８Ａは、モータユニット１６とロアバンパリインフォースメント２０との間に形成されており、第２湾曲部１８Ｂは、モータユニット１６の位置に形成されている。そして、傾斜部１８Ｃは、第１湾曲部１８Ａから第２湾曲部１８Ｂへ向かうにつれて車両下方側に位置するように傾斜されている。このため、前面衝突時にサイドレール１８に車両後方向側への衝突荷重が入力されると、サスペンションメンバ１７における第２湾曲部１８Ｂよりも車両後方側の部分が車両下方側へ変形されるように構成されている。

図２に示されるように、モータユニット１６は、前側モータマウント３８及び後側モータマウント２４の３点でサスペンションメンバ１７に支持されている。前側モータマウント３８は、モータユニット１６の前部とサスペンションメンバ１７の前側クロスメンバ３４とを連結しており、左右に一対設けられている。

それぞれの前側モータマウント３８は、前側クロスメンバ３４に立設されたステー３８Ａと、モータユニット１６から延出された延出片３８Ｂとを含んで構成されている。そして、ステー３８Ａの上端部に延出片３８Ｂが重ね合わされた状態でボルトによって締結されている。

モータユニット１６の後部における車両幅方向中央部とサスペンションメンバ１７の後側クロスメンバ３６とは、後側モータマウント２４によって連結されている。図３に示されるように、後側モータマウント２４は、マウント本体部２８とマウントブラケット２６とを含んで構成されている。

マウント本体部２８は、サスペンションメンバ１７の後側クロスメンバ３６に固定されている（図２参照）。また、マウント本体部２８は、金属製のブロックにより形成されており、このマウント本体部２８の上部には車両幅方向に貫通する貫通孔２８Ａが形成されている。そして、貫通孔２８Ａにはシャフト４６が貫通されており、このシャフト４６は車両幅方向に延在されている。

ここで、シャフト４６とマウント本体部２８との間には制振ゴム４８が設けられており、この制振ゴム４８によってシャフト４６と貫通孔２８Ａの孔壁とが弾性変形可能に連結されている。これにより、モータユニット１６の振動がサスペンションメンバ１７へ伝達されるのを抑制している。

マウント本体部２８の下部には、切欠部２８Ｂが形成されている。切欠部２８Ｂは、マウント本体部２８における車両前後方向の中央部分に形成されており、車両下方側に開放されている。そして、図１に示されるように、切欠部２８Ｂにギアボックス３２が配設される。また、ギアボックス３２は、サスペンションメンバ１７における後側クロスメンバ３６に固定される。

図３に示されるように、マウント本体部２８のシャフト４６には、マウントブラケット２６が固定されている。図２に示されるように、マウントブラケット２６は、マウント本体部２８とモータユニット１６の後部とを連結するブラケットであり、車両前後方向に延在されている。

図３及び図４（Ｂ）に示されるように、マウントブラケット２６は、ベース４０と、一方のアーム部としての左アーム部５２と、他方のアーム部としての右アーム部５４とを含んで構成されている。

ベース４０は、モータユニット１６に固定されている部位である。また、ベース４０は、平面視で略矩形状に形成されており、モータユニット１６に沿って車両幅方向に延在されている。

ベース４０の車両右側の端部から車両後方側へ右アーム部５４が延出されている。右アーム部５４は、車両前後方向を長手方向としてマウント本体部２８の車両右側の側部を配設されており、右アーム部５４の後端部がボルト５５によってシャフト４６に締結されている。

ベース４０の車両左側の端部から車両後方側へ左アーム部５２が延出されている。左アーム部５２は、車両前後方向を長手方向としてマウント本体部２８の車両右側の側部を配設されており、左アーム部５２の後部がボルト５６によってシャフト４６に締結されている。ここで、左アーム部５２は、右アーム部５４よりも車両後方側へ延在されており、この左アーム部５２の先端は平面視で丸められている。

また、左アーム部５２には破断起点部としての肉薄部５２Ａが形成されている。肉薄部５２Ａは、左アーム部５２におけるシャフト４６との締結部よりもベース４０側に設けられており、左アーム部５２の車両右側の側壁を左側へ凹ませることによって形成されている。そして、この肉薄部５２Ａは、車両幅方向の外力が作用した場合に破断の起点となる。

ここで、マウント本体部２８には破断機構としてのブロック体５０が設けられている。ブロック体５０は、マウント本体部２８の後面に取り付けられた取付部５０Ａと、取付部５０Ａから車両左側へ突出された突出部５０Ｂとを含んで構成されている。

取付部５０Ａは、平面視で略矩形状であり、車両幅方向を長手方向としてマウント本体部２８と略同じ幅に形成されている。そして、この取付部５０Ａの車両左側の端部から車両左側へ突出部５０Ｂが突出されている。すなわち、突出部５０Ｂは、マウント本体部２８から車両左側（車両幅方向一方側）へ延出されている。

突出部５０Ｂは、マウントブラケット２６における左アーム部５２と車両前後方向に対向して配置されている。また、突出部５０Ｂの車両前方側の面、すなわち、左アーム部５２と対向する面は、車両左側から車両右側へ向かうにつれて車両後方側に位置する傾斜面とされている。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る車両前部構造では、３点支持の構造であっても前面衝突時に後側モータマウント２４を破断させることができる。この作用について、前面衝突時における車両１０の挙動と共に説明する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、衝突前の状態では、マウントブラケット２６の右アーム部５４及び左アーム部５２がマウント本体部２８と略平行に車両前後方向に延在されている。また、左アーム部５２は、ブロック体５０の突出部５０Ｂと車両前後方向に対向しており、ギアボックス３２は、サスペンションメンバ１７の後側クロスメンバ３６とマウント本体部２８との間に配置されている。

次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、車両１０の前面衝突時には、モータユニット１６に衝突荷重が入力されることで、モータユニット１６が車両後方側へ移動する。このとき、左アーム部５２が突出部５０Ｂに接触し、突出部５０Ｂの車両前方側の傾斜面に沿って左アーム部５２が車両右側へ変位される。これにより、左アーム部５２が車両幅方向に破断される。ここで、シャフト４６を介して左アーム部５２と右アーム部５４とが連結されているため、右アーム部５４も左アーム部５２と同様に車両右側へ変位され、車両幅方向に破断される。

後側モータマウント２４が車両幅方向に破断されることで、モータユニット１６がマウント本体部２８から分離される。一方、図１に示されるように、サスペンションメンバ１７の傾斜部１８Ｃは、第１湾曲部１８Ａから第２湾曲部１８Ｂへ向かうにつれて車両下方側に位置するように傾斜されている。このため、サイドレール１８における第２湾曲部１８Ｂよりも車両後方側の部分が前面衝突時に車両下方側へ変形されることで、図６に示されるように、ギアボックス３２及びマウント本体部２８を落下させることができる。この結果、モータユニット１６及びギアボックス３２の車両上下方向の位置をずらすことができる。

モータユニット１６及びギアボックス３２の車両上下方向の位置がずれることで、図７に示されるように、モータユニット１６がダッシュパネル２２の近傍まで後退され、フロントサイドメンバ１２の潰れ残りを最小限にすることができる。すなわち、モータユニット１６とギアボックス３２とが車両前後方向に並んで配置されている場合、これらの剛体によりフロントサイドメンバ１２が十分に潰されず、衝突エネルギーの吸収量が低減することが考えられる。これに対して、本実施形態では、モータユニット１６及びギアボックス３２の車両上下方向の位置がずれることで、フロントサイドメンバ１２の潰れ代を確保することができる。

また、ギアボックス３２が落下することで、ギアボックス３２とダッシュパネル２２との間に高電圧ケーブル３０が挟まれるのを抑制することができる。すなわち、モータユニット１６とギアボックス３２とが車両前後方向に並んで配置されている場合、モータユニット１６が後退すれば、ギアボックス３２を介してモータユニット１６とダッシュパネル２２との間に高電圧ケーブル３０が挟まれる可能性がある。本実施形態では、このように高電圧ケーブル３０が挟まれるのを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、図５（Ｂ）に示されるように、モータユニット１６が車両後方側へ移動した場合には、ブロック体５０によって後側モータマウント２４が車両幅方向に破断される。すなわち、走行中に後側モータマウント２４へ入力される上下方向の荷重とは異なる方向に後側モータマウント２４を破断させる。これにより、３点支持構造のように後側モータマウント２４の車両上下方向の荷重に対する強度が高い場合であっても前面衝突時に後側モータマウント２４を破断させ易い。

特に、本実施形態では、車両１０の前面衝突時にマウントブラケット２６が後退した際に、左アーム部５２がマウント本体部２８に設けられた突出部５０Ｂに接触することで、突出部５０Ｂによって左アーム部５２を車両幅方向へ変位させる。このようにして、簡易な構造で左アーム部５２を車両幅方向に破断させることができる。

また、本実施形態では、図３に示されるように、左アーム部５２に肉薄部５２Ａが形成されており、この肉薄部５２Ａを起点として左アーム部５２を車両幅方向に破断させている。これにより、左アーム部５２に肉薄部５２Ａなどの破断起点部が形成されていない構造と比較して、車両１０の前面衝突時にスムーズに左アーム部５２（マウントブラケット２６）を破断させることができる。

さらに、本実施形態では、突出部５０Ｂと対向している左アーム部５２のみを車両前後方向に長く形成しているため、左アーム部５２を突出部５０Ｂと接触させ易い。また、右アーム部５４を左アーム部５２と同様に長く形成した構造と比較して、軽量化を図ることができる。すなわち、右アーム部５４及び左アーム部５２が車両前後方向に同じ長さで形成された構造と比較して、軽量化を図りつつ、左アーム部５２を確実に破断させることができる。

以上、実施形態に係る車両前部構造について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、図２に示されるように、ステー３８Ａと延出片３８Ｂとを含んで前側モータマウント３８を構成したが、これに限定されない。後側モータマウント２４と同様に制振ゴムを用いたモータマウントとしてもよい。

また、本実施形態では、破断機構としてのブロック体５０を用いたが、これに限定されない。例えば、ブロック体５０における突出部５０Ｂの左アーム部５２と対向する面を平面とし、左アーム部５２の先端を傾斜させてもよい。この場合、左アーム部５２と突出部５０Ｂとが接触した際には、本実施形態と同様に左アーム部５２を車両幅方向に変位させて破断させることができる。

さらに、ブロック体５０を後側モータマウント２４ではなく、ダッシュパネル２２に設けた構造を採用してもよい。例えば、ダッシュパネル２２における左アーム部５２又は右アーム部５４と車両前後方向に対向する位置にブロック体を設け、このブロック体における車両前方側の面を傾斜させた構造としてもよい。この場合、車両１０の前面衝突時にモータユニット１６と共に後側モータマウント２４が後退することで、左アーム部５２及び右アーム部５４の少なくとも一方がブロック体に接触することで、この左アーム部５２及び右アーム部５４の少なくとも一方を車両幅方向に変位させることができ、後側モータマウント２４を車両幅方向に破断させることができる。

さらにまた、本実施形態では、左アーム部５２を右アーム部５４よりも車両後方側へ延在させたが、これに限定されない。例えば、右アーム部５４を左アーム部５２よりも車両後方側へ延在させた構成としてもよい。この場合、突出部５０Ｂに替えてブロック体５０の車両右側に突出部を設けることで、本実施形態と同様にマウントブラケット２６を車両幅方向に破断させることができる。

また、本実施形態では、左アーム部５２に破断起点部である肉薄部５２Ａを形成したが、これに限定されない。例えば、左アーム部５２の車両左側の面を凹ませて肉薄部を形成してもよく、左右両面を凹ませて肉薄部を形成してもよい。また、肉薄部以外の構造を破断起点部として形成してもよく、例えば、溝状の破断起点部を形成してもよい。さらに、破断起点部が無くても左アーム部５２を車両幅方向に破断させることができる場合には、破断起点部を設けない構造を採用してもよい。

１６モータユニット
１７サスペンションメンバ
３８前側モータマウント
２４後側モータマウント
２６マウントブラケット
２８マウント本体部
５０ブロック体（破断機構）
５０Ｂ突出部
５２左アーム部（アーム部）
５２Ａ肉薄部（破断起点部）
５４右アーム部（アーム部）

Claims

車両前部に配設されたモータユニットと、
車両前部に配設され、車両前後方向に延在されると共に、前面衝突時に車両下方側へ変形されるサスペンションメンバと、
前記モータユニットの前部と前記サスペンションメンバとを連結する左右一対の前側モータマウントと、
前記モータユニットの後部における車両幅方向中央部と前記サスペンションメンバとを連結する後側モータマウントと、
車両の前面衝突時に車両後方側へ移動する前記後側モータマウントを車両幅方向に破断させる破断機構と、
を有する車両前部構造。
前記後側モータマウントは、前記サスペンションメンバに固定されたマウント本体部と、前記マウント本体部と前記モータユニットとを連結するマウントブラケットとを含んで構成されており、
前記マウントブラケットは、平面視で車両前後方向に延在されて前記マウント本体部に固定された左右一対のアーム部を備えており、
前記破断機構は、前記マウント本体部に設けられ、車両の前面衝突時に後退する前記アーム部と接触して前記アーム部を車両幅方向へ変位させる突出部を含んで構成されている請求項１に記載の車両前部構造。
前記アーム部には、車両幅方向の外力が作用した場合に破断の起点となる破断起点部が形成されている請求項２に記載の車両前部構造。
前記突出部は、前記マウント本体部から車両幅方向一方側へ延出されており、
左右一対の前記アーム部のうち、前記突出部と車両前後方向に対向する一方の前記アーム部は、他方の前記アーム部よりも車両後方側へ延在されている請求項２又は３に記載の車両前部構造。