JP5621125B2 - 車両の前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンルーム内でエンジン補機が載置されるトレイと、車両の骨格を構成するフロントサイドメンバよりも高い位置でそのトレイを支え、前記フロントサイドメンバに取付けられるトレイ架台とを備える車両の前部構造に関する。

エンジンとモータとを駆動源とするハイブリット車両では、図８（Ａ）に示すように、バッテリ電源１０３で前記モータ１０１を駆動させるためのインバータ１０２を備えている（特許文献１）。特許文献１に記載の車両では、図８（Ｂ）に示すように、フロントサイドメンバ１０４に取付けられたインバータ支持具１０５によりインバータ１０２を支持できるように構成されている。インバータ支持具１０５は、インバータ１０４が載置される載置部１０５ｓと、その載置部１０５ｓを支える支持部１０５ｋとから構成されている。そして、インバータ支持具１０５の載置部１０５ｓがフロントサイドメンバ１０４の上面とほぼ等しい高さ位置に保持されて、そのフロントサイドメンバ１０４にボルト止めされている。このため、インバータ１０２は、フロントサイドメンバ１０４よりも高い位置に配置される。

特開２００９−３５１８１号

車両の前方衝突時にバンパリインフォース（図示省略）、及びそのバンパリインフォースを支えるフロントサイドメンバ１０４より高い位置から衝突荷重が加わると、その衝突荷重が直接的にインバータ１０２及びインバータ支持具１０５に加わることがある。これにより、前記インバータ１０２が飛ばされてサスタワー（図示省略）等に衝突し、大きく破損することがある。

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、車両前方衝突時にバンパリインフォース等より高い位置からエンジン補機等に加わる衝突荷重を低減させて、エンジン補機の破損を抑制することである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、車両のエンジンルーム内でエンジン補機が載置されるトレイと、車両の骨格を構成するフロントサイドメンバよりも高い位置でそのトレイを支え、前記フロントサイドメンバに取付けられるトレイ架台とを備える車両の前部構造であって、前記フロントサイドメンバには、前記トレイ架台の後方に前記フロントサイドメンバに対して上方に突出する突起状部材が固定されており、 前記トレイ架台には、そのトレイ架台に対して車両前方衝突時の衝突荷重が加わったときに、前記トレイ架台と共に後退し、前記突起状部材に当接して変形することで、前記衝突荷重を吸収する衝撃吸収部材が設けられており、前記突起状部材は、前記トレイに載置されたエンジン補機よりも低い位置に設けられていることを特徴とする。

車両前方衝突時にフロントサイドメンバよりも高い位置からエンジン補機に衝突荷重が加わると、その衝突荷重がエンジン補機、トレイを介してトレイ架台に加わるようになる。
本発明によると、トレイ架台が衝突荷重を受けて後退すると、そのトレイ架台の衝撃吸収部材が前記トレイ架台と共に後退してフロントサイドメンバの突起状部材に当接する。そして、前記トレイ架台の後退に伴って撃吸収部材が変形するようになる。これにより、前記衝突荷重が前記撃吸収部材で吸収され、エンジン補機に加わる衝突荷重が減少する。この結果、前記エンジン補機が破損し難くなる。

請求項２の発明によると、トレイの前端、あるいはエンジン補機の前端は、トレイ架台の前端よりも一定寸法だけ前方に突出して、前記トレイ架台よりも先に衝突荷重を受けることで、前記トレイ架台に対して後退可能な構成であり、前記トレイが前記トレイ架台に対して一定寸法後退することで、そのトレイと前記トレイ架台との連結が解除されるように構成されていることを特徴とする。
このため、最初にトレイ、あるいはエンジン補機に衝突荷重が加わり、そのトレイとトレイ架台との連結が解除された後は前記トレイ架台にのみ衝突荷重が加わるようになる。即ち、エンジン補機には、トレイ架台との連結が解除されるまでの間だけ衝突荷重が加わり、それ以後は衝突荷重が加わらないため、前記エンジン補機が破損し難くなる。

請求項３の発明によると、トレイ架台には、そのトレイ架台との連結が解除されたトレイ及びエンジン補機の移動をガイドするガイド部が設けられていることを特徴とする。
このため、エンジン補機等をガイド部によって希望する方向に導くことで、エンジン補機の損傷を防止できるとともに、他の部品の損傷も防止できるようになる。
請求項４の発明によると、トレイの下面とトレイ架台の上面とは、連結部位以外が非接触であることを特徴とする。
このため、トレイとトレイ架台間で振動等が伝わり難くなる。

本発明によると、車両前方衝突時にフロントサイドメンバよりも高い位置からエンジン補機に衝突荷重が加わった場合でも、その衝突荷重がある程度吸収されるため、エンジン補機が破損し難くなる。

本発明の実施形態１に係る前部構造を備える車両前部の模式平面図である。 本実施形態に係る前部構造を備える車両前部の模式縦断面図（図１のII-II矢視断面図）である。 本実施形態に係る車両の前部構造を表す縦断面図（図２のIII矢視拡大図）である。 本実施形態に係る車両の前部構造を表す斜視図である。 本実施形態に係る車両の前部構造を表す分解斜視図である。 本実施形態に係る車両の前部構造を構成するトレイとトレイ架台との連結構造を表す斜視図（Ａ図）、拡大縦断面図（Ｂ図）である。 前記トレイ架台の撃吸収部材を表す一部破断斜視図である。 従来の前部構造を備える車両の模式平面図（Ａ図）、車両の前部構造を表す斜視図（Ｂ図）である。

［実施形態１］
以下、図１から図７に基づいて本発明の実施形態１に係る車両の前部構造について説明する。本実施形態に係る車両の前部構造は、自動車の前方衝突時における衝突荷重がフロントサイドメンバよりも高い位置からエンジン補機に加わった場合でも、その衝突荷重を吸収できるようにして前記エンジン補機、及びその周辺機器の損傷を抑制するための構成である。
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。

＜自動車の前部概要について＞
先ず、図１、図２等に基づいて自動車の前部概要について説明する。
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（図２参照）により区分されたエンジンルーム５が設けられており、そのエンジンルーム５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、自動車Ｍの骨格を構成する部材であり、図２に示すように、エンジンルーム５内ではほぼ水平に車両前後方向に延びている。また、フロントサイドメンバ１０は、エンジンルーム５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（図示省略）が車室２の床下部分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（図示省略）に接続されている。
左右のフロントサイドメンバ１０の前部には、図２に示すように、下方に突出するブラケット１２が設けられており、それらのブラケット１２間にフロントクロスメンバ１４が渡されている。また、左右のフロントサイドメンバ１０の前端部分には、フロントバンパ１６のバンパリインフォース１６ｙが取付けられている。

左右のフロントサイドメンバ１０の上面には、図２、図３等に示すように、エンジンマウント２０の固定フランジ２１がボルト等により固定されており、そのエンジンマウント２０にエンジンアッセンブリ２４（図１参照）のトランスアクスル２５が吊り支持されている。エンジンマウント２０は、図３等に示すように、側面略台形状をしたエンジンマウント本体２２と、そのエンジンマウント本体２２の後側にあって後方が高くなるように構成された傾斜支持部２３とから構成されている。そして、エンジンマウント本体２２の略上半分と、傾斜支持部２３とがフロントサイドメンバ１０の上面に対して上方に突出している。
また、エンジンルーム５内には、図２等に示すように、エンジンマウント２０の後側に燃料蒸気を吸着するためのキャニスタ２７が配置されている。
さらに、エンジンルーム５内には、図１、図２等に示すように、エンジンマウント２０の前側に、インバータ２９が載置されるインバータ用トレイ３０と、そのインバータ用トレイ３０を支持するトレイ架台４０とが設けられている。

＜トレイ架台４０について＞
トレイ架台４０は、図４、図５に示すように、左側のフロントサイドメンバ１０に固定された状態でインバータ用トレイ３０を支持する架台であり、棚状のブラケット部４１と、架台本体部４３と、その架台本体部４３から水平後方に延びるガイド部４５とから構成されている。ブラケット部４１は、架台本体部４３を下から支える棚状部材であり、そのブラケット部４１の基端部がフロントサイドメンバ１０の上面と内側縦面（右側面）とに溶接等により固定されている。
架台本体部４３は、側面形状が略台形状をした架台であり、図７等に示すように、前面側を構成する前板部４３１と、天井面と左側面とを構成する中央板部４３２と、後面側を構成する後板部４３３とから構成されている。前板部４３１と後板部４３３とは側面略Ｚ字形に折り曲げられており、その下端位置と上端位置とにそれぞれフランジ部４３１ｆ，４３３ｆが形成されている。そして、前板部４３１、後板部４３３の下端位置のフランジ部４３１ｆ，４３３ｆが、図４等に示すように、ブラケット部４１に載置された状態で、そのブラケット部４１にボルト等により固定されている。また、前板部４３１、後板部４３３の上端位置のフランジ部４３１ｆ，４３３ｆに、図７に示すように、中央板部４３２の天井面が被せられて溶接等により固定されている。さらに、前板部４３１と後板部４３３間の側面開口が中央板部４３２の左側面によって塞がれている。そして、中央板部４３２の左側面の下端位置に形成されたフランジ部４３２ｆが、図４等に示すように、フロントサイドメンバ１０の上面にボルト等により固定されている。

架台本体部４３の上面、即ち、中央板部４３２の天井面には、図５等に示すように、インバータ用トレイ３０に連結される左右一対の前部連結フランジ５１が固定されている。前部連結フランジ５１は、断面略Ｕ字形に折り曲げ成形されて中央位置に前後方向に延びる溝部５１ｍが形成されており、その溝部５１ｍの左右両側に平滑なトレイ支持部５１ｆが設けられている。そして、前部連結フランジ５１の溝部５１ｍが架台本体部４３の上面にボルトＢ１により固定されている。また、前部連結フランジ５１のトレイ支持部５１ｆがボルトＢ２により、後記するインバータ用トレイ３０の前側裏板３４（図６（Ａ）（Ｂ）参照）に固定されるようになっている。

トレイ架台４０のガイド部４５は、図５に示すように、架台本体部４３の天井面の位置から水平後方に張り出す水平張出し部４５ｈと、その水平張出し部４５ｈの後端位置で後上方が高くなるように滑り台状に傾斜した傾斜部４５ｘとから構成されている。そして、ガイド部４５の水平張出し部４５ｈ、傾斜部４５ｘが断面略門形に形成されて、図３〜図５等に示すように、左側のフロントサイドメンバ１０に固定されたエンジンマウント２０の上に被せられている。そして、ガイド部４５の傾斜部４５ｘが、図３等に示すように、エンジンマウント２０の後側に配置されたキャニスタ２７よりも上方を指向している。
また、ガイド部４５の水平張出し部４５ｈの後部には、図５等に示すように、インバータ用トレイ３０に連結される後部連結フランジ５３が固定されている。後部連結フランジ５３は、断面略門形に折り曲げ成形された平板であり、図５、図６（Ａ）に示すように、前後の脚部５３ｆがボルトＢ３によってガイド部４５に固定されている。そして、後部連結フランジ５３の中央の平板部５３ｓがボルトＢ４により、後記するインバータ用トレイ３０の後側支持部３６（図６（Ａ）参照）に固定されるようになっている。
また、ガイド部４５の傾斜部４５ｘは、図３、図７等に示すように、エンジンマウント２０の傾斜支持部２３に固定されたブラケット２３ｂによって下方から支持されている。

＜トレイ架台４０のバルク５０について＞
前記トレイ架台４０には、図２、図３等に示すように、架台本体部４３からガイド部４５の水平張出し部４５ｈの前部にかけて筒状の衝撃吸収部材であるバルク５０が設けられている。バルク５０は、トレイ架台４０に加わる衝突荷重を吸収するための部材であり、前記衝突荷重を受けてトレイ架台４０が後退したときにトレイ架台４０と共に後退して、エンジンマウント２０に当接する位置に配置されている。即ち、バルク５０は、エンジンマウント２０とほぼ等しい高さ位置で、そのエンジンマウント２０の前方に配置されており、同軸（前後）に配置された前段バルク５２と後段バルク５４とから構成されている。そして、前段バルク５２が架台本体部４３の略中心位置で前後方向に延びるように設けられている。また、後段バルク５４がガイド部４５の水平張出し部４５ｈの略中心位置で前後方向に延びるように設けられている。

＜インバータ用トレイ３０について＞
インバータ用トレイ３０は、インバータ２９が載置されるトレイであり、上記したトレイ架台４０によって支持されている。インバータ用トレイ３０は、図４に示すように、インバータ２９を載せるトレイ本体部３１と、そのトレイ本体部３１をトレイ架台４０に連結するための前側裏板３４（図３、図６（Ａ）参照）、及び後側支持部３６（図３、図６（Ａ）参照）とから構成されている。
インバータ用トレイ３０の前側裏板３４は、トレイ本体部３１の前部裏側を覆う鋼板であり、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、トレイ架台４０の左右の前部連結フランジ５１に対応する位置にトレイ本体部３１に対して下方に突出するように構成された凹部３４ｅが設けられている。そして、前側裏板３４の凹部３４ｅの下面がトレイ架台４０の前部連結フランジ５１のトレイ支持部５１ｆに面接触するように構成されている。また、インバータ用トレイ３０の前側裏板３４には、凹部３４ｅからその凹部３４ｅの前側にかけて、図６（Ａ）に示すように、左右の前部連結フランジ５１のボルトＢ１に相当する位置に前後に長い長穴３４ｎが形成されている。
さらに、インバータ用トレイ３０の前側裏板３４には、凹部３４ｅからその凹部３４ｅの前側にかけて、左右の前部連結フランジ５１におけるボルトＢ２の位置に、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、各々のボルトＢ２が通されるボルト穴３４ｈが形成されている。ボルト穴３４ｈは、図６（Ｂ）に示すように、ボルトＢ２に止められる穴本体部３４１と、その穴本体部の前側に位置してそのボルトＢ２が前方に抜けられるように構成された斜め切欠き穴３４０とから構成されている。このため、インバータ用トレイ３０の前側裏板３４とトレイ架台４０の前部連結フランジ５１とがボルトＢ２により連結されている状態で、例えば、衝突荷重によりインバータ用トレイ３０の前側裏板３４がトレイ架台４０に対して相対的に後退すると、ボルトＢ２がボルト穴３４ｈの斜め欠き部３４０から前方に突出して、インバータ用トレイ３０の前側裏板３４とトレイ架台４０の前部連結フランジ５１との連結が解除されるようになる。

インバータ用トレイ３０の後側支持部３６は、トレイ本体部３１の中央後部に連結されたブラケットであり、図６（Ａ）に示すように、そのトレイ本体部３１に対して下方に突出するように構成された左右の一対の凹部３６ｅを備えている。そして、インバータ用トレイ３０の後側支持部３６の凹部３６ｅの下面がそれぞれトレイ架台４０の後部連結フランジ５３の平板部５３ｓに面接触するように構成されている。また、後側支持部３６の左右の凹部３６ｅには、前側が開放された切欠き状のボルト穴３６ｈが形成されており、その切欠き状ボルト穴３６ｈにトレイ架台４０の後部連結フランジ５３のボルトＢ４がそれぞれ通されるようになっている。
このため、インバータ用トレイ３０の後側支持部３６とトレイ架台４０の後部連結フランジ５３とがボルトＢ４により連結されている状態で、例えば、衝突荷重によりインバータ用トレイ３０の後側支持部３６がトレイ架台４０に対して相対的に後退すると、ボルトＢ４が切欠き状ボルト穴３６ｈから前方に突出して、インバータ用トレイ３０の後側支持部３６とトレイ架台４０の後部連結フランジ５３との連結が解除される。
インバータ用トレイ３０の前側裏板３４と後側支持部３６とは、トレイ架台４０の前部連結フランジ５１と後部連結フランジ５３とにそれぞれボルト止めされた状態で、インバータ用トレイ３０の先端位置が、図３等に示すように、トレイ架台４０の前端位置から一定寸法だけ前方に突出するように、前記インバータ用トレイ３０のトレイ本体部３１に対する配置が設定されている。

＜車両の前部構造の動作について＞
次に、前方衝突時における車両の前部構造の動作について説明する。
例えば、車両前方衝突時にバンパリインフォース１６ｙ、フロントサイドメンバ１０よりも高い位置からインバータ２９及びインバータ用トレイ３０に対して衝突荷重が加わると、インバータ用トレイ３０等はトレイ架台４０に対して後退する。即ち、インバータ用トレイ３０の前側裏板３４と後側支持部３６とが衝突荷重によりトレイ架台４０の前部連結フランジ５１と後部連結フランジ５３に対してそれぞれ後退する。これにより、トレイ架台４０のボルトＢ２がインバータ用トレイ３０の前側裏板３４のボルト穴３４ｈから外れ、トレイ架台４０のボルトＢ４がインバータ用トレイ３０の後側支持部３６の切欠きボルト穴３６ｈから外れるようになる。この結果、インバータ２９及びインバータ用トレイ３０がトレイ架台４０から外れて、そのトレイ架台４０上を後方に滑り、図３の二点鎖線に示すように、トレイ架台４０のガイド部４５によって後上方に導かれる。これによって、インバータ２９及びインバータ用トレイ３０がエンジンマウント２０の後側に位置するキャニスタ２７に衝突することがなくなる。

さらに、インバータ２９及びインバータ用トレイ３０とトレイ架台４０との連結が解除された後、衝突荷重がトレイ架台４０に加わると、前記トレイ架台４０が後退する過程でバルク５０の後端（後段バルク５４の後端）がエンジンマウント２０に当接する。そして、衝突荷重によりトレイ架台４０が後方に移動（変形）する過程で、前段バルク５２と後段バルク５４とが軸方向に潰れ、前記衝突荷重が吸収される。このため、インバータ２９及びインバータ用トレイ３０とトレイ架台４０との連結が解除された後は、衝突荷重がインバータ２９及びインバータ用トレイ３０に加わらなくなる。
このように、インバータ２９には衝突初期に衝突荷重が加わり、それ以後は衝突荷重が加わらないため、インバータ２９が損傷し難くなり、漏電等を防止できるようになる。さらに、インバータ２９がキャニスタ２７に衝突することがないため、キャニスタ２７の破損を防止できる。
即ち、前記インバータ２９が本発明のエンジン補機に相当し、インバータ用トレイ３０が本発明のトレイに相当する。また、バルク５０が本発明の衝撃吸収部材に相当し、エンジンマウント２０が本発明のフロントサイドメンバの突起状部材に相当する。

＜本実施形態に係る車両の前部構造の長所について＞
本実施形態に係る車両の前部構造によると、車両前方衝突時にフロントサイドメンバ１０よりも高い位置からインバータ２９（エンジン補機）に衝突荷重が加わると、その衝突荷重がインバータ２９（エンジン補機）、インバータ用トレイ３０（トレイ）を介してトレイ架台４０に加わるようになる。
本発明によると、トレイ架台４０が衝突荷重を受けて後退すると、そのトレイ架台４０のバルク５０（衝撃吸収部材）がフロントサイドメンバ１０のエンジンマウント２０（突起状部材）に当接する。そして、トレイ架台４０の後退に伴ってバルク５０が変形するようになる。これにより、前記衝突荷重がバルク５０で吸収され、インバータ２９に加わる衝突荷重が減少する。この結果、前記インバータ２９が破損し難くなる。

また、インバータ用トレイ３０の前端は、トレイ架台４０の前端よりも一定寸法だけ前方に突出して、前記トレイ架台４０よりも先に衝突荷重を受けることで、トレイ架台４０に対して後退可能な構成である。そして、インバータ用トレイ３０がトレイ架台４０に対して一定寸法後退することで、そのインバータ用トレイ３０とトレイ架台４０との連結が解除される。このため、インバータ用トレイ３０とトレイ架台４０との連結が解除された後はトレイ架台４０にのみ衝突荷重が加わるようになる。即ち、インバータ２９には、トレイ架台４０との連結が解除されるまでの間だけ衝突荷重が加わり、それ以後は衝突荷重が加わらないため、前記インバータ２９が破損し難くなる。
また、トレイ架台４０には、そのトレイ架台４０との連結が解除されたインバータ用トレイ３０等の移動をガイドするガイド部４５が設けられている。このため、インバータ用トレイ３０等をガイド部４５によって希望する方向に導くことで、インバータ２９の損傷を防止できるとともに、他の部品の損傷も防止できるようになる。
また、インバータ用トレイ３０の下面とトレイ架台４０の上面とは、連結部位以外が非接触であるため、インバータ用トレイ３０とトレイ架台４０間で振動等が伝わり難くなる。

＜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、本実施形態では、衝突荷重でトレイ架台４０が後退したときにバルク５０をエンジンマウント２０によって受ける例を示した。しかし、エンジンマウント２０の代わりにフロントサイドメンバ１０の上面に段差状の突起を形成し、前記突起により前記バルク５０を受ける構成でも可能である。
また、本実施形態では、バルク５０を筒状に形成する例を示したが、筒状のバルク５０の代わりに、トレイ架台４０を前後方向に延びる平板でハニカム構造状に仕切る構成でも可能である。
また、トレイ架台４０のガイド部４５を滑り台状に形成する例を示したが、前記ガイド部４５を塀状に形成して前記インバータ用トレイ３０を横方向にガイドする構成でも可能である。
また、エンジン補機としてインバータ２９を例示したが、インバータ２９以外のエンジン補機に本発明を適用することも可能である。

５ エンジンルーム
１０ フロントサイドメンバ
２０ エンジンマウント（突起状部材）
２９ インバータ（エンジン補機）
３０ インバータ用トレイ（トレイ）
４０ トレイ架台
４５ ガイド部
５０ バルク（衝撃吸収部材）
５２ 前段バルク
５４ 後段バルク

Claims (4)

1. 車両のエンジンルーム内でエンジン補機が載置されるトレイと、車両の骨格を構成するフロントサイドメンバよりも高い位置でそのトレイを支え、前記フロントサイドメンバに取付けられるトレイ架台とを備える車両の前部構造であって、
   前記フロントサイドメンバには、前記トレイ架台の後方に前記フロントサイドメンバに対して上方に突出する突起状部材が固定されており、
   前記トレイ架台には、そのトレイ架台に対して車両前方衝突時の衝突荷重が加わったときに、前記トレイ架台と共に後退し、前記突起状部材に当接して変形することで、前記衝突荷重を吸収する衝撃吸収部材が設けられており、
   前記突起状部材は、前記トレイに載置されたエンジン補機よりも低い位置に設けられていることを特徴とする車両の前部構造。
2. 請求項１に記載された車両の前部構造であって、
   前記トレイの前端、あるいは前記エンジン補機の前端は、前記トレイ架台の前端よりも一定寸法だけ前方に突出して、前記トレイ架台よりも先に衝突荷重を受けることで、前記トレイ架台に対して後退可能な構成であり、
   前記トレイが前記トレイ架台に対して一定寸法後退することで、そのトレイと前記トレイ架台との連結が解除されるように構成されていることを特徴とする車両の前部構造。
3. 請求項２に記載された車両の前部構造であって、
   前記トレイ架台には、そのトレイ架台との連結が解除された前記トレイ及び前記エンジン補機の移動をガイドするガイド部が設けられていることを特徴とする車両の前部構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載された車両の前部構造であって、
   前記トレイの下面と前記トレイ架台の上面とは、連結部位以外が非接触であることを特徴とする車両の前部構造。

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