JP5092728B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前突時にエンジンルーム内のフロントサイドメンバが折れ予定位置で折れ、さらに曲がり予定位置で曲がることにより車両前突時の衝撃荷重を吸収する構成の車体前部構造に関する。

車体前部構造に関しては、例えば、車両前突時においてフロントサイドメンバで衝撃荷重を吸収することにより、運転者を保護するための様々な提案がなされている。
例えば、特許文献１に記載の車体前部構造では、エンジンルーム内のフロントサイドメンバの所定位置に脆弱部を設け、車両前突時にその脆弱部の位置でフロントサイドメンバが曲げられるように構成されている。これにより、車両前突時の衝撃荷重がフロントサイドメンバの変形により吸収される。

特開２００３−９５１３２号

しかし、近年、エンジンルーム内に収納される機器の増加等に伴ってエンジンルーム内の空きスペースが少なくなり、フロントサイドメンバの変形用のスペースを十分確保できない場合がある。
例えば、図８（Ａ）に示すフロントサイドメンバ１０１の場合、車両前突時に折れ予定位置１０２がＺ字形に折れて（図８（Ｂ）実線参照）、前側折れ角部１０２ｅがエンジンルームＥｒの外側に張り出し、後側折れ角部１０２ｋがエンジンルームＥｒの内側に入り込むことで衝撃荷重を吸収する。また、曲がり予定位置１０３が外側に略ヘ字形（図８（Ｂ）二点鎖線参照）に曲がることで前記衝撃荷重を吸収する。
しかし、図８（Ａ）に示すように、フロントサイドメンバ１０１の折れ予定位置１０２とエンジンＥの補機Ｅｐとの隙間寸法Ｓが小さいと、Ｚ字形に折れたときの後側折れ角部１０２ｋが補機Ｅｐに当接し、エンジンルームＥｒの内側に入り込めなくなる。これにより、フロントサイドメンバ１０１の後側折れ角部１０２ｋは、前記衝撃荷重によりエンジンＥの補機Ｅｐの表面を滑って前方に移動する。即ち、フロントサイドメンバ１０１の曲がり予定位置１０３に加わる力が前方に逃げ、フロントサイドメンバ１０１が曲がり予定位置１０３で曲がらなくなる（図８（Ｂ）の実線参照）。これにより、車両前突時における衝撃荷重がフロントサイドメンバ１０１で効率的に吸収されず、車室側に与える影響が大きくなる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、フロントサイドメンバで車両前突時の衝撃荷重を効率的に吸収できるようにして、車室側に与える車両前突時の影響を極力小さくすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
エンジンルーム内のフロントサイドメンバには、そのフロントサイドメンバの他の部位よりも強度が低い折れ予定位置と曲がり予定位置とがあり、前記折れ予定位置の車両後方に前記曲がり予定位置が設けられており、車両前突時に前記フロントサイドメンバが前記折れ予定位置で折れ、さらに前記曲がり予定位置で曲がることにより車両前突時の衝撃荷重を吸収する構成の車体前部構造であって、
前記フロントサイドメンバが折れ予定位置で折れた後に、その折れた角部が当接する位置にあるエンジン補機には、前記折れた角部が当接することでその角部が車両前後方向に移動するのを規制するストッパが設けられており、
前記ストッパは、前記折れた角部が当接することにより、その折れた角部の車両前後方向の移動を規制し、前記フロントサイドメンバの曲がり予定位置に加わる力の逃げを抑制できるように構成されていることを特徴とする。

本発明によると、エンジン補機に設けられたストッパは、フロントサイドメンバの折れ予定位置が折れた後に、その折れた角部と当接して、該折れた角部が車両前後方向に移動するのを規制することで、前記フロントサイドメンバの曲がり予定位置に加わる力の逃げを抑制する。このため、車両前突時にフロントサイドメンバが折れ予定位置で折れた後、そのフロントサイドメンバの曲がり予定位置が確実に曲がるようになる。したがって、車両前突時の衝撃荷重がエンジンルーム内のフロントサイドメンバによって効率的に吸収され、車室側に与える車両前突時の影響を極力小さくできる。
なお、「エンジン補機」には、エンジンに装着される機器以外に、エンジンの支持部材、前記機器の支持部材等も含まれるものとする。

請求項２の発明によると、フロントサイドメンバの折れ予定位置は、車両前突時にＺ字形に折れ、そのＺ字形に折れたときの前側折れ角部がエンジンルームの外側に張り出し、後側折れ角部がエンジンルームの内側に入り込む構成であり、前記ストッパは、前記フロントサイドメンバの前記後側折れ角部が前方に移動するのを規制できるように構成されていることを特徴とする。
請求項３の発明によると、ストッパは、エンジンの側面に取り付けられた電動ポンプのハウジングに形成されていることを特徴とする。
請求項４の発明によると、ストッパは、エンジンに取り付けられたコンプレッサのハウジングに形成されていることを特徴とする。

本発明によると、車両前突時にエンジンルーム内のフロントサイドメンバで衝突時の衝撃を効率的に吸収できるようになり、車室側に与える車両前突時の影響を極力小さくできる。

［実施形態１］
以下、図１から図５に基づいて本発明の実施形態１に係る自動車の車体前部構造について説明する。本実施形態に係る自動車の車体前部構造は、自動車の前突時における衝撃荷重をフロントサイドメンバにおいて効率的に吸収できるようにした構造に関するものである。ここで、図１は自動車のフロントサイドメンバを表す側面図、平面図であり、図２、図３は自動車の前突時において右側のフロントサイドメンバが折れ曲がる様子を表す平面図である。図４は自動車の車体前部構造において使用される電動ポンプを表す斜視図等である。また、図５は自動車のフロントサイドメンバを下方から見た斜視図である。
なお、図中の前後左右及び上下は、自動車の前後左右及び上下に対応している。

＜車体前部構造の概要＞
先ず、図１（Ａ）（Ｂ）、図５等に基づいて自動車の車体前部構造の概要について説明する。ここで、図１（Ｂ）は自動車のエンジンルームＥｒにおける右側部分の平面図（図１（Ａ）の平面図）を表している。
図５に示すように、自動車Ｍのボディ１の前部には、車室２とダッシュパネル３により区分されたエンジンルームＥｒが設けられており、そのエンジンルームＥｒの左右両側に車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ１０が設けられている。
フロントサイドメンバ１０は、図１（Ａ）に示すように、エンジンルームＥｒ内ではほぼ水平に車両前後方向に延びており、そのエンジンルームＥｒの後端位置でダッシュパネル３に沿って後方が低くなるように傾斜している。そして、フロントサイドメンバ１０の後端部１０ｂが車室２の床下部において車両前後方向に延びるフロアアンダリインホースメント２０に接続されている。
左右のフロントサイドメンバ１０の前部は、図５に示すように、フロントクロスメンバ２２によって連結されており、左右のフロントサイドメンバ１０の途中部分はフロントサスペンションクロスメンバ２４によって連結されている。そして、フロントクロスメンバ２２及びフロントサスペンションクロスメンバ２４等にエンジンＥが搭載されている。

＜車体前部構造の特徴部分＞
本実施形態に係るフロントサイドメンバ１０は、その前部と後部に、図１（Ｂ）、図２（Ａ）等に示すように、他の部位よりも強度が低い折れ予定位置１２と曲がり予定位置１３とが設けられている。折れ予定位置１２は、車両前突時に、図２（Ｂ）、図３に示すように、Ｚ字形に折れるように構成されており、Ｚ字形に折れたときの前側折れ角部１２ｅがエンジンルームＥｒの外側に張り出し、後側折れ角部１２ｋがエンジンルームＥｒの内側に入り込むように構成されている。また、曲がり予定位置１３は、図２（Ｂ）に示すように、折れ予定位置１２がＺ字形に折れた後、エンジンルームＥｒの外側に突出するように略へ字形に曲がるように構成されている。
エンジンルームＥｒ内には、右側のフロントサイドメンバ１０の折れ予定位置１２の近傍で、ほぼ同じ高さ位置にエンジンＥの電動ポンプ３０が配置されている（図２（Ａ）参照）。このため、車両前突時、特に、オフセット衝突時に、フロントサイドメンバ１０の折れ予定位置１２がＺ字形に折れると、Ｚ字形に折れたときの後側折れ角部１２ｋ（図２（Ｂ）、図３参照）が電動ポンプ３０の側面（天井板３２の表面）に当接するようになる。

電動ポンプ３０は、図４に示すように、ハット形状のハウジング３１を備えている。ハウジング３１は、上部の角形部３１ｕと下部の円形部３１ｄとからなり、ほぼ一定深さ寸法で形成されている。そして、ハウジング３１の開口周縁にフランジ部３１ｆが形成されている。電動ポンプ３０は、図４（Ｂ）等に示すように、ハウジング３１のフランジ部３１ｆがエンジンＥの右側面にボルト止めされることで、エンジンＥの右側面に横向きに取り付けられる。
電動ポンプ３０のハウジング３１の天井板３２には、円形部３１ｄの表面を構成する部分にストッパ３４が形成されている。ストッパ３４は、図３に示すように、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋがハウジング３１の天井板３２に沿って前方に移動するのを規制する部材である。ストッパ３４は、図４（Ａ）に示すように、天井板３２の表面に垂直に立設されたストッパ壁３４ｗと、同じく天井板３２の表面に垂直に立設されて、そのストッパ壁３４ｗを前側から支える三ヶ所の支持壁３４ｓとから構成されている。

ストッパ壁３４ｗは、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋが当接する帯板状の壁であり、図４（Ｂ）に示すように、ハウジング３１がエンジンＥの右側面に取り付けられた状態で、壁の高さ方向（幅方向）が車両左右方向と一致している。さらに、ストッパ壁３４ｗの延びる方向（壁の長さ方向）が車両上下方向とほぼ一致している。なお、正確には、ストッパ壁３４ｗの延びる方向は鉛直線に対して約9°上向きに傾斜している。このため、ストッパ壁３４ｗの壁面は若干後上方を指向している。
支持壁３４ｓは、壁の高さ方向（幅方向）が車両左右方向と一致し、壁の延びる方向（長さ方向）が車両前後方向と一致するように形成されている。支持壁３４ｓはストッパ壁３４ｗに接続される部分が最も高くなるように側面視略直角三角形状に形成されている。そして、各々の支持壁３４ｓが前記ストッパ壁３４ｗの上端部、下端部及び中央部を前側から支えている。
ストッパ壁３４ｗは、ハウジング３１の天井板３２の車両前後方向における中央位置よりも若干後方に位置決めされている。また、ハウジング３１の天井板３２の表面には、前記ストッパ壁３４ｗの中央部の後方にフロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋが接触する円錐台状の突起３２ｅが形成されている。

＜車両前突時における車体前部構造の動作＞
次に、前突時における車体前部構造の動作について説明する。
例えば、オフセット衝突時の衝撃がボディ１の前部右側に加わると、図３に示すように、右側のフロントサイドメンバ１０の折れ予定位置１２がＺ字形に折れる。即ち、Ｚ字形に折れたときの前側折れ角部１２ｅがエンジンルームＥｒの外側に張り出し、後側折れ角部１２ｋがエンジンルームＥｒの内側に入り込む。これにより、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋが電動ポンプ３０のハウジング３１の天井板３２に形成された突起３２ｅに当接し、さらにストッパ３４に掛けられる。このように、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋがストッパ３４に掛ることで、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋはハウジング３１の天井板３２に沿って前方に移動できなくなる。即ち、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋがストッパ３４によって前側から支えられるため、フロントサイドメンバ１０の曲がり予定位置１３に加わる曲げ力が前方に逃げることがなく、図２（Ｂ）に示すように、その曲がり予定位置１３が確実に略へ字形に曲がるようになる。
これにより、オフセット衝突時の衝撃がフロントサイドメンバ１０により効率的に吸収され、車室２側に与える車両前突時の影響を極力小さくできる。

＜本実施形態に係る自動車の車体前部構造の長所＞
本実施形態に係る車体前部構造によると、電動ポンプ３０に設けられたストッパ３４は、フロントサイドメンバ１０の折れ予定位置１２がＺ字形に折れた後、その折れた角部１２ｋが前方に移動するのを規制することで、フロントサイドメンバ１０の曲がり予定位置１３に加わる力の逃げを抑制する。このため、車両前突時にフロントサイドメンバ１０が折れ予定位置１２でＺ字形に折れた後、そのフロントサイドメンバ１０の曲がり予定位置１３が確実に曲がるようになる。したがって、車両前突時の衝撃がフロントサイドメンバ１０によって効率的に吸収され、車室２側に与える車両前突時の影響を極力小さくできる。

［実施形態２］
以下、図６、図７に基づいて本発明の実施形態２に係る自動車の車体前部構造について説明する。上記した実施形態１に係る自動車の車体前部構造では、電動ポンプ３０のハウジング３１にストッパ３４を形成する例を示したが、配置等の問題で電動ポンプ３０のハウジング３１にストッパ３４を形成することができない場合がある。このような場合に、本実施形態に係る自動車の車体前部構造では、エアコン用のコンプレッサ５０のハウジング５１を利用してストッパ５４を形成している。
即ち、コンプレッサ５０のハウジング５１の右端部には、図６等に示すようにストッパ５４が形成されており、そのストッパ５４の後端位置に段差状のストッパ壁５４ｗが形成されている。
上記構成により、例えば、オフセット衝突時の衝撃がボディ１の前部右側に加わると、図７に示すように、右側のフロントサイドメンバ１０の折れ予定位置１２がＺ字形に折れる。即ち、Ｚ字形に折れたときの前側折れ角部１２ｅがエンジンルームＥｒの外側に張り出し、後側折れ角部１２ｋがエンジンルームＥｒの内側に入り込む。これにより、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋがコンプレッサ５０のストッパ５４のストッパ壁５４ｗに掛けられる。これにより、フロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋがストッパ５４によって前側から支えられるため、フロントサイドメンバ１０の曲がり予定位置１３に加わる曲げ力が前方に逃げることがなく、図６（Ｂ）に示すように、その曲がり予定位置１３が確実に略へ字形に曲がるようになる。
これにより、オフセット衝突時の衝撃がフロントサイドメンバ１０により効率的に吸収され、車室２側に与える車両前突時の影響を極力小さくできる。

＜車体前部構造の変更例＞
なお、本発明は上記実施形態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における変更が可能である。例えば、実施形態１では、電動ポンプ３０のハウジング３１の天井板３２にストッパ３４を形成し、そのストッパ３４でフロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋを前側から支える例を示した。しかし、ストッパ３４を設ける代わりに、電動ポンプ３０のハウジング３１の高さ寸法を大きくし、さらにそのハウジング３１の位置を若干前方にずらし、そのハウジング３１の後側面でフロントサイドメンバ１０の後側折れ角部１２ｋを支える構成でも可能である。
また、実施形態２ではコンプレッサ５０のハウジング５１を利用してストッパ５４を設ける例を示したが、コンプレッサ５０の代わりに、エンジンＥの支持部材や別のエンジン補機にストッパを取り付ける構成でも可能である。

本発明の実施形態１に係る車体前部構造を表す側面図（Ａ図）及び平面図（Ｂ図）である。 本発明の実施形態１に係る車体前部構造を表す平面図（Ａ図）、車両前突時におけるフロントサイドメンバの変形の様子を表す平面図（Ｂ部）である。 車両前突時にフロントサイドメンバの折れ予定位置が折れる様子を表す平面図である。 本発明の実施形態１に係る車体前部構造において使用される電動ポンプを表す斜視図（Ａ図）及び平面図（Ｂ図）である。 自動車のフロントサイドメンバを下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態２に係る車体前部構造を表す平面図（Ａ図）、車両前突時におけるフロントサイドメンバの変形の様子を表す平面図（Ｂ部）である。 車両前突時にフロントサイドメンバの折れ予定位置が折れる様子を表す平面図である。 従来の車体前部構造を表す平面図（Ａ図）、車両前突時におけるフロントサイドメンバの変形の様子を表す平面図（Ｂ部）である。

符号の説明

Ｅ・・・・・エンジン
Ｅｒ・・・・エンジンルーム
１０・・・・フロントサイドメンバ
１２・・・・折れ予定位置
１３・・・・曲がり予定位置
１２ｋ・・・後側折れ角部（折れた角部）
３０・・・・電動ポンプ（エンジン補機）
３１・・・・ハウジング
３４・・・・ストッパ
５０・・・・コンプレッサ（エンジン補機）
５１・・・・ハウジング
５４・・・・ストッパ

Claims (4)

1. エンジンルーム内のフロントサイドメンバには、そのフロントサイドメンバの他の部位よりも強度が低い折れ予定位置と曲がり予定位置とがあり、前記折れ予定位置の車両後方に前記曲がり予定位置が設けられており、車両前突時に前記フロントサイドメンバが前記折れ予定位置で折れ、さらに前記曲がり予定位置で曲がることにより車両前突時の衝撃荷重を吸収する構成の車体前部構造であって、
   前記フロントサイドメンバが折れ予定位置で折れた後に、その折れた角部が当接する位置にあるエンジン補機には、前記折れた角部が当接することでその角部が車両前後方向に移動するのを規制するストッパが設けられており、
   前記ストッパは、前記折れた角部が当接することにより、その折れた角部の車両前後方向の移動を規制し、前記フロントサイドメンバの曲がり予定位置に加わる力の逃げを抑制できるように構成されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 請求項１に記載された車体前部構造であって、
   前記フロントサイドメンバの折れ予定位置は、車両前突時にＺ字形に折れ、そのＺ字形に折れたときの前側折れ角部がエンジンルームの外側に張り出し、後側折れ角部がエンジンルームの内側に入り込む構成であり、
   前記ストッパは、前記フロントサイドメンバの前記後側折れ角部が前方に移動するのを規制できるように構成されていることを特徴とする車体前部構造。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された車体前部構造であって、
   前記ストッパは、エンジンの側面に取り付けられた電動ポンプのハウジングに形成されていることを特徴とする車体前部構造。
4. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された車体前部構造であって、
   前記ストッパは、エンジンに取り付けられたコンプレッサのハウジングに形成されていることを特徴とする車体前部構造。

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