JP2021165085A

JP2021165085A - 車両

Info

Publication number: JP2021165085A
Application number: JP2020068859A
Authority: JP
Inventors: 晴規井上; Haruki Inoue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2021-10-14

Abstract

【課題】車両の前突時にケースの耐久性が低下することを抑制する。【解決手段】車両１００は、車両前後方向に延びる、第１サイドメンバ及び第２サイドメンバを備えている。車両１００は、第１サイドメンバと第２サイドメンバとの間に配置されるケース４０を備えている。車両１００は、第１サイドメンバに固定される第１ブラケット７０を備えている。ケース４０は、車両前後方向に並んだ複数のボルトによって第１ブラケット７０に固定されている。第１ブラケット７０の前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１の外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ側の隙間は、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３の外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ側の隙間よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に関する。

特許文献１に記載されている車両は、車両前後方向に延びる、第１サイドメンバ及び第２サイドメンバを備えている。車両は、内部にモータジェネレータが収容されるケースと、ケースに固定されたエンジンとを備えている。ケース及びエンジンは、第１サイドメンバと第２サイドメンバとの間に配置されている。ケースは、第１サイドメンバにブラケットを介して支持されている。ブラケット及びケースは、車両前後方向に並んだ複数のボルトより固定されている。エンジンは、第２サイドメンバに支持されている。

特開２０１４−０１９３７３号公報

車両に対して車両前側から物体が衝突する前突時に、車両前側からの力が第１サイドメンバに作用することで第１サイドメンバが変形する。このとき、第１サイドメンバ及びブラケットの固定部分のうちの前端部は、第１サイドメンバ及びブラケットの固定部分のうちの後端部に対して第２サイドメンバ側に移動することがある。そして、第１サイドメンバの移動に伴って、ブラケットの前端部は第２サイドメンバ側に移動する。この場合、複数のボルトのうち、車両前側のボルトを介してブラケットからケースに対して、当該ケースの内側に向かう力が作用する。その結果、ケースの内側に向かって進展する亀裂が生じ、その亀裂に起因してケースの耐久性が低下するおそれがある。

上記課題を解決するための車両は、車両前後方向に延びる、第１サイドメンバ及び第２サイドメンバと、前記第１サイドメンバと前記第２サイドメンバとの間に配置されるとともに内部にモータジェネレータが収容されるケースと、前記第１サイドメンバに固定されるブラケットと、を備え、車両前後方向に並んだ複数のボルトによって前記ケースが前記ブラケットに固定される車両であって、前記複数のボルトは、車両前後方向において最も前側に位置するボルトである第１ボルトと、車両前後方向において最も後側に位置するボルトである第２ボルトとを含み、前記ブラケットは、前記第１ボルトが挿通される第１挿通孔と、前記第２ボルトが挿通される第２挿通孔とを有し、前記ケースは、前記第１挿通孔に挿通された前記第１ボルトが締結される第１締結孔と、前記第２挿通孔に挿通された前記第２ボルトが締結される第２締結孔とを有し、前記第１サイドメンバは、車両前側からの力が作用したときに、前記第１挿通孔が前記第２挿通孔よりも前記第２サイドメンバ側に位置するように、変形するものであり、前記第１挿通孔の内周面と前記第１ボルトの外周面との間の隙間のうち前記第１サイドメンバ側の隙間は、前記第２挿通孔の内周面と前記第２ボルトの外周面との間の隙間のうち前記第１サイドメンバ側の隙間よりも大きい。

第１サイドメンバに対して車両前側からの力が作用すると、第１挿通孔が第２挿通孔よりも第２サイドメンバ側に移動する。そして、第１挿通孔の内周面と第１ボルトの外周面とが接触すると、第１ボルトを介してブラケットからケースに対して、ケースの内側に向かう力が作用する。

この点、上記構成によれば、例えば、第１挿通孔の内周面と第１ボルトの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ側の隙間が、第２挿通孔の内周面と第２ボルトの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ側の隙間と同じである場合に比べて、第１挿通孔の内周面と第１ボルトの外周面とが接触しにくい。そのため、第１ボルトを介してブラケットからケースに対して、ケースの内側に向かう力が作用することが抑制される。これにより、ケースの内側に向かって進展する亀裂が生じることが抑制される。その結果、ケースの亀裂に起因してケースの耐久性が低下することを抑制できる。

車両の一部を示す概略構成図。第１ブラケットの周辺構成を示す平面図。図２における３−３線での断面図。前突時の第１ブラケットの周辺構成を示す説明図。

以下、車両の一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。先ず、車両１００の概略構成について説明する。なお、以下の説明では、車両幅方向における左側を単に左側と、車両幅方向における右側を単に右側といい、車両前後方向における前側を単に前側と、車両前後方向における後側を単に後側という。

図１に示すように、車両１００は、第１サイドメンバ１０、第２サイドメンバ２０、トランスアクスル３０、エンジン６０、第１ブラケット７０、及び第２ブラケット８０を備えている。第１サイドメンバ１０は、第２サイドメンバ２０に対して左側に配置されている。第１サイドメンバ１０及び第２サイドメンバ２０の各々は、全体として四角柱形状になっており、車両前後方向に延びている。

トランスアクスル３０は、第１サイドメンバ１０と第２サイドメンバ２０との間に配置されている。トランスアクスル３０は、ケース４０及びモータジェネレータ５０を備えている。ケース４０の形状は、略直方体である。ケース４０における左側の部分は、第１ブラケット７０を介して第１サイドメンバ１０に支持されている。ケース４０の内部には、モータジェネレータ５０が収容されている。モータジェネレータ５０は、電動機及び発電機の双方の機能を兼ね備えている。すなわち、モータジェネレータ５０は、車両１００の駆動源として機能する。なお、図示は省略するが、ケース４０の内部には、遊星歯車機構、デファレンシャルギア機構等が収容されている。

エンジン６０は、トランスアクスル３０と第２サイドメンバ２０との間に配置されている。エンジン６０の形状は、略直方体である。エンジン６０における右側の部分は、第２ブラケット８０を介して第２サイドメンバ２０に支持されている。エンジン６０における左側の部分は、ケース４０に固定されている。エンジン６０は、車両１００の駆動源として機能する。

次に、第１ブラケット７０の周辺構成について説明する。
図２に示すように、第１サイドメンバ１０は、前側から順に、前側部分１１、接続部分１２、及び後側部分１３に大別できる。前側部分１１における車幅方向の寸法は、後側部分１３における車幅方向の寸法よりも小さい。接続部分１２における車幅方向の寸法が後側ほど大きくなることで、接続部分１２を介して前側部分１１及び後側部分１３が段差なく接続されている。前側部分１１及び接続部分１２の境界部分のうちの右側の部分には、全体として円弧形状に窪んだ湾曲部１４が設けられている。なお、第２サイドメンバ２０は、車幅方向に対称に配置されている他は第１サイドメンバ１０と同じ形状である。

図２に示すように、第１ブラケット７０は、全体として四角板形状になっている。第１ブラケット７０における左側の部分は、第１サイドメンバ１０における前側部分１１に固定されている。なお、第１サイドメンバ１０に対する第１ブラケット７０の固定方法は、例えば、溶接やボルト締結である。

図３に示すように、第１ブラケット７０は、前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３を備えている。前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３は、車両前後方向に並んでいる。なお、前側から、前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、後側挿通孔７３の順に並んでいる。前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３には、後述する前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３が挿通される。

前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３は、第１ブラケット７０の厚み方向に貫通している。第１ブラケット７０の厚み方向から視たときに、前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３の縁は、略真円形状になっている。前側挿通孔７１の内径は、中央挿通孔７２及び後側挿通孔７３の内径よりも大きくなっている。中央挿通孔７２の内径は、後側挿通孔７３の内径と同じになっている。本実施形態において、前側挿通孔７１は第１挿通孔であり、後側挿通孔７３は第２挿通孔である。

ケース４０は、前側締結孔４１、中央締結孔４２、及び後側締結孔４３を備えている。前側締結孔４１、中央締結孔４２、及び後側締結孔４３は、車両前後方向に並んでいる。前側締結孔４１、中央締結孔４２、及び後側締結孔４３には、後述する前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３が締結される。前側締結孔４１、中央締結孔４２、及び後側締結孔４３は、ケース４０の上面から所定の深さまで延びている。前側締結孔４１、中央締結孔４２、及び後側締結孔４３は、前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３に対応した位置に配置されている。

車両１００は、前側ボルト９１、中央ボルト９２、後側ボルト９３、及び３つのワッシャ９６を備えている。前側ボルト９１は、略六角柱形状の頭部９１Ａ、及び雄ねじが切られたねじ部９１Ｂを備えている。ねじ部９１Ｂの外径は、前側挿通孔７１の内径よりも小さい。ねじ部９１Ｂの外径は、中央挿通孔７２及び後側挿通孔７３の内径よりも僅かに小さい。中央ボルト９２及び後側ボルト９３の形状は、前側ボルト９１の形状と同じである。したがって、中央ボルト９２は、頭部９２Ａ及びねじ部９２Ｂを備え、後側ボルト９３は、頭部９３Ａ及びねじ部９３Ｂを備えている。

前側ボルト９１のねじ部９１Ｂは、ワッシャ９６を介して前側挿通孔７１に挿通され、前側締結孔４１に締結されている。中央ボルト９２のねじ部９２Ｂは、ワッシャ９６を介して中央挿通孔７２に挿通され、中央締結孔４２に締結されている。後側ボルト９３のねじ部９３Ｂは、ワッシャ９６を介して後側挿通孔７３に挿通され、後側締結孔４３に締結されている。したがって、前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３によって、ケース４０が第１ブラケット７０に固定されている。前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３は、車両前後方向に並んだ前側挿通孔７１、中央挿通孔７２、及び後側挿通孔７３に挿通されているため、車両前後方向に並んでいる。本実施形態において、前側ボルト９１は、前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３のうちの最も前側に位置しているため、第１ボルトである。また、後側ボルト９３は、前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３のうちの最も後側に位置しているため、第２ボルトである。

上述したように、前側挿通孔７１の内径は、中央挿通孔７２及び後側挿通孔７３の内径よりも大きくなっている。また、前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３の形状は同じである。したがって、前側挿通孔７１の周方向の全域において、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間は、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外周面との隙間よりも大きい。その結果、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間は、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間よりも大きい。なお、前側挿通孔７１の周方向の全域において、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間は、中央挿通孔７２の内周面と中央ボルト９２のねじ部９２Ｂの外周面との隙間よりも大きい。

本実施形態の作用について説明する。
図４において黒塗り矢印で示すように、車両１００に対して前側から物体が衝突する前突時には、物体の衝突による前側からの力が第１サイドメンバ１０及び第２サイドメンバ２０に作用する。ここで、第１サイドメンバ１０における湾曲部１４が湾曲しているため、湾曲部１４に応力が集中して湾曲部１４が車両前後方向に圧縮されるように前側部分１１及び接続部分１２の境界部分が変形する。前側部分１１及び接続部分１２の境界部分の変形によって、図４において二点鎖線で示すように、前側部分１１及び接続部分１２の境界部分が左側に移動し、前側部分１１の前端部が右側に移動する。そして、前側部分１１及び第１ブラケット７０の固定部分のうちの前端部が右側に移動するとともに、前側部分１１及び第１ブラケット７０の固定部分のうちの後端部が左側に移動する。その結果、第１ブラケット７０の前側挿通孔７１は、第１ブラケット７０の後側挿通孔７３よりも第２サイドメンバ２０側に移動する。

第１ブラケット７０の前側挿通孔７１が第１ブラケット７０の後側挿通孔７３よりも第２サイドメンバ２０側に移動することによって、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面とが接触すると、図４において一点鎖線矢印で示すように、第１ブラケット７０から前側ボルト９１のねじ部９１Ｂに右側に向かう力が伝達される。さらに、前側ボルト９１のねじ部９１Ｂからケース４０に右側に向かう力が伝達されると、ケース４０に対して当該ケース４０の内側に向かう力が作用する。その結果、ケース４０の内側に向かって進展する亀裂が生じ、その亀裂に起因してケース４０の耐久性が低下するおそれがある。

この点、本実施形態では、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間は、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間よりも大きい。そのため、例えば、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間が、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間と同じである場合に比べて、前側挿通孔７１の内周面とねじ部９１Ｂの外周面とが接触しにくい。これにより、前側ボルト９１を介して第１ブラケット７０からケース４０に対して、ケース４０の内側に向かう力が作用することが抑制される。

本実施形態の効果について説明する。
前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面とが接触することに起因して、ケース４０の内側に向かって進展する亀裂が生じることが抑制される。その結果、ケース４０の亀裂に起因してケース４０の耐久性が低下することを抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、第１ブラケット７０にケース４０を固定するボルトの数は変更できる。具体的には、車両１００が２つ以上のボルトを備えていれば、２つであっても、４つ以上であってもよい。この構成においては、複数のボルトのうちの最も前側に位置するボルトが第１ボルトであり、複数のボルトのうちの最も後側に位置するボルトが第２ボルトである。なお、この構成では、ボルトの数に合わせて、第１ブラケット７０が備える挿通孔の数、及びケース４０が備える締結孔の数を変更すればよい。

・上記実施形態において、前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３は同じでなくてもよく、前側ボルト９１、中央ボルト９２、及び後側ボルト９３として、異なる大きさのボルトを採用してもよい。

・前側挿通孔７１の内径は、中央挿通孔７２及び後側挿通孔７３の内径と同じであったり、中央挿通孔７２及び後側挿通孔７３の内径よりも小さくなっていたりしてもよい。例えば、前側挿通孔７１の内径と後側挿通孔７３の内径とが同じであっても、前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外径が、後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外径よりも小さくなっていればよい。この構成においても、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間は、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間よりも大きくできる。なお、中央挿通孔７２の内径と後側挿通孔７３の内径とは異なっていてもよい。

・上記実施形態において、第１ブラケット７０の挿通孔の形状は変更できる。例えば、第１ブラケット７０の厚み方向から視たときに、前側挿通孔７１の縁は、楕円形状になっていてもよい。なお、中央挿通孔７２及び後側挿通孔７３についても同様である。この構成においても、前側挿通孔７１の内周面と前側ボルト９１のねじ部９１Ｂの外周面との隙間のうち、少なくとも第１サイドメンバ１０側の隙間が、後側挿通孔７３の内周面と後側ボルト９３のねじ部９３Ｂの外周面との隙間のうちの第１サイドメンバ１０側の隙間よりも大きくなっていればよい。

・上記実施形態において、第１サイドメンバ１０の形状は変更できる。具体的には、第１サイドメンバ１０に湾曲部１４が設けられていなくてもよく、例えば、前側部分１１及び接続部分１２の境界部分のうちの右側の部分には、前側部分１１及び接続部分１２の境界部分のうちの左側の部分に比べて剛性が低い部分が設けられていてもよい。すなわち、第１サイドメンバ１０は、前側からの力が作用したときに、前側挿通孔７１が後側挿通孔７３よりも第２サイドメンバ２０側に位置するように、変形する構成であればよい。

・上記実施形態において、車両の右側に上記の技術を適用してもよい。具体的には、トランスアクスルがエンジンに対して右側に配置されている構成では、トランスアクスルのケースが右側に位置する第１サイドメンバに第１ブラケットを介して支持されていてもよい。

１０…第１サイドメンバ
２０…第２サイドメンバ
３０…トランスアクスル
４０…ケース
４１…前側締結孔
４２…中央締結孔
４３…後側締結孔
５０…モータジェネレータ
６０…エンジン
７０…第１ブラケット
７１…前側挿通孔
７２…中央挿通孔
７３…後側挿通孔
８０…第２ブラケット
９１…前側ボルト
９１Ａ…頭部
９１Ｂ…ねじ部
９２…中央ボルト
９２Ａ…頭部
９２Ｂ…ねじ部
９３…後側ボルト
９３Ａ…頭部
９３Ｂ…ねじ部
１００…車両

Claims

車両前後方向に延びる、第１サイドメンバ及び第２サイドメンバと、
前記第１サイドメンバと前記第２サイドメンバとの間に配置されるとともに内部にモータジェネレータが収容されるケースと、
前記第１サイドメンバに固定されるブラケットと、を備え、
車両前後方向に並んだ複数のボルトによって前記ケースが前記ブラケットに固定される車両であって、
前記複数のボルトは、車両前後方向において最も前側に位置するボルトである第１ボルトと、車両前後方向において最も後側に位置するボルトである第２ボルトとを含み、
前記ブラケットは、前記第１ボルトが挿通される第１挿通孔と、前記第２ボルトが挿通される第２挿通孔とを有し、
前記ケースは、前記第１挿通孔に挿通された前記第１ボルトが締結される第１締結孔と、前記第２挿通孔に挿通された前記第２ボルトが締結される第２締結孔とを有し、
前記第１サイドメンバは、車両前側からの力が作用したときに、前記第１挿通孔が前記第２挿通孔よりも前記第２サイドメンバ側に位置するように、変形するものであり、
前記第１挿通孔の内周面と前記第１ボルトの外周面との間の隙間のうち前記第１サイドメンバ側の隙間は、前記第２挿通孔の内周面と前記第２ボルトの外周面との間の隙間のうち前記第１サイドメンバ側の隙間よりも大きい
車両。