JP5857949B2 - 車両前下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前下部構造に関する。

下記特許文献１に記載された車両の車体前下部構造では、ラジエータサポートとして構成された前クロスメンバと、サスペンションメンバとして構成された後クロスメンバと、が、車両前後方向に延在されたクレードル（連結部材）によって連結されている。また、後クロスメンバにはロアアームが揺動可能に支持されている。

特開２０１０−２８０２３８号公報

ところで、上記の車両の車体前下部構造では、車両の前面衝突時に衝突荷重が前クロスメンバからクレードルを介して後クロスメンバに伝達される。また、この際には、クレードルと後クロスメンバとの結合部分が変形して、クレードルが車両後側へ変位することが予測される。そして、車両の前面衝突時におけるクレードルと後クロスメンバとの結合部分の変形が安定しないと、クレードルがロアアームに当たらずに車両後側へ変位する場合がある。この場合には、クレードルによる十分な荷重伝達性能が得られない。

本発明は、上記事実を考慮し、前面衝突時の連結部材による荷重伝達性能を向上できる車両前下部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車体前下部構造は、車両前下部に設けられ、車両幅方向に延在されたラジエータサポートの一部を構成するラジエータサポートロアと、前記ラジエータサポートロアの車両後側に設けられると共に、ロアアームを支持するサスペンションメンバと、前記ロアアームの車両前側で車両前後方向に延在され、前記ラジエータサポートロアと前記サスペンションメンバとを連結すると共に、上部後端が前記ロアアームよりも車両上側に配置された連結部材と、前記サスペンションメンバの一部を構成し、前記連結部材が取付けられると共に側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜された取付面を有する取付片と、を備えている。

請求項１に記載の車体前下部構造では、ラジエータサポートの一部を構成するラジエータサポートロアが、車両前下部に設けられると共に、車両幅方向に延在されている。また、ラジエータサポートロアの車両後側には、サスペンションメンバが設けられており、サスペンションメンバはロアアームを支持している。

さらに、ロアアームの車両前側に連結部材が車両前後方向に延在されおり、連結部材の上部後端がロアアームよりも車両上側に配置されている。そして、サスペンションメンバの一部を構成する取付片に連結部材が取付けられて、ラジエータサポートロアとサスペンションメンバとが、連結部材によって連結されている。これにより、車両の前面衝突時に車両後側への衝突荷重が連結部材を介してサスペンションメンバの取付片に入力される。そして、取付片に入力された衝突荷重によって取付片が変形して、連結部材が車両後側へ変位する。

ここで、取付片における連結部材との取付面が、側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜して配置されている。このため、車両後側への衝突荷重が連結部材を介して取付片に入力されると、取付片には、取付片の取付面に対して直交する方向の分力が作用する。つまり、取付片には、車両下側へ向かう方向の分力が作用する。これにより、取付片が主として車両下側へ曲げ変形して、連結部材が車両後側かつ車両下側へ変位する。したがって、車両の前面衝突時に連結部材が車両後側かつ車両上側へ変位することが抑制されて、連結部材がロアアーム側へ変位する。その結果、連結部材がロアアームに当たり、衝突荷重が連結部材によってロアアームへ伝達される。以上により、前面衝突時の連結部材による荷重伝達性能を向上できる。

請求項２に記載の車両前下部構造は、請求項１に記載の車両前下部構造において、側面視で、前記連結部材の上部後端と前記ロアアームの上部前端とを結ぶ線の車両前後方向に対する角度よりも、前記取付面の車両前後方向に対する傾斜角度が小さく設定されている。

請求項２に記載の車両前下部構造では、車両の前面衝突時に連結部材がロアアームの車両下側をすり抜けることを抑制できる。すなわち、上述したように、取付片の取付面は車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜されており、車両の前面衝突時に連結部材が車両後側かつ車両下側へ変位する。このため、衝突荷重のベクトル方向が、車両前後方向に対して車両後斜め下方へ傾く。そして、この衝突荷重のベクトル方向における車両前後方向に対する角度が、取付面の車両前後方向に対する傾斜角度と略一致する。

ここで、側面視で、連結部材の上部後端とロアアームの上部前端とを結ぶ線の車両前後方向に対する角度よりも、取付面の車両前後方向に対する傾斜角度が小さく設定されている。つまり、側面視で、連結部材の上部後端とロアアームの上部前端とを結ぶ線の車両前後方向に対する角度よりも、上述した衝突荷重のベクトル方向の車両前後方向に対する角度が小さくなる。

これにより、連結部材が車両後側かつ車両下側に変位してロアアームに当たる際に、連結部材の後部上端が、ロアアームの上部前端よりも車両上側に配置される。換言すると、連結部材の後部上端が、ロアアームの上部前端よりも車両下側に配置されることが抑制される。したがって、車両の前面衝突時に連結部材がロアアームの車両下側をすり抜けることを抑制できる。

請求項３に記載の車両前下部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両前下部構造において、前記連結部材の下面における後端部が前記取付片に取付けられ、前記取付片は、側面視で車両上側かつ車両前側へ屈曲されたクランク状に形成されている。

請求項３に記載の車両前下部構造では、連結部材の下面における後端部が取付片に取付けられている。そして、取付片が、側面視で車両上側かつ車両前側へ屈曲されたクランク状に形成されている。このため、仮に取付片がクランク状に形成されていない場合（例えば、取付片が、サスペンションメンバから車両前側へ延びて車両前後方向に対して傾斜された場合）に比べて、取付片と連結部材との取付位置を車両上側に設定できる。これにより、上記の場合に比べて、連結部材を車両下側へ延ばす必要がなくなるため、連結部材の小型軽量化を図ることができ、ひいては車両の小型軽量化を図ることができる。

請求項１に記載の車両前下部構造によれば、前面衝突時の連結部材による荷重伝達性能を向上できる。

請求項２に記載の車両前下部構造によれば、車両の前面衝突時に連結部材がロアアーム側の車両下側をすり抜けることを抑制できる。

請求項３に記載の車両前下部構造によれば、連結部材の小型軽量化を図ることができ、ひいては車両の小型軽量化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る車両前下部構造Ｓが適用された車両の前下部における要部を示す車両左側から見た拡大した断面図（図２の１−１線断面図）である。 図１に示される車両の前下部における車両左側部分を示す平面図である。 （Ａ）は、図１に示される車両が前面衝突する前の状態を示す車両左側から見た模式的な断面図であり、（Ｂ）は、車両が前面衝突して連結メンバがロアアームに当たった状態を示す車両左側から見た模式的な断面図である。 （Ａ）は、本実施の形態に係る車両前下部構造Ｓに用いられる取付片の変形例を示す模式的な断面図であり、（Ｂ）は、取付片の他の変形例を示す模式的な断面図である。

以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両前下部構造Ｓが適用された車両１０について説明する。また、車両前下部構造Ｓでは、車両幅方向において左右対称に構成されているため、車両１０の前下部における車両左側部分について説明し、車両１０の前下部における車両右側部分についての説明は省略する。なお、図面では、車両前側を矢印ＦＲで示し、車両左側を矢印ＬＨで示し、車両上側を矢印ＵＰで示す。

図１には、車両１０の前下部における要部が車両左側から見た断面図（図２の１−１線断面図）にて示されており、図２には、車両１０の前下部における車両左側部分が平面図にて示されている。図２に示されるように、車両１０の前下部にはラジエータサポート１２の下部を構成するラジエータサポートロア１４が設けられている。ラジエータサポートロア１４は、側面視で車両下側へ開放された断面略ハット形状を成して、車両幅方向に延びている。

ラジエータサポートロア１４の車両後側には、ロアアーム１６が設けられており、ロアアーム１６は、車両上下方向に搖動可能にサスペンションメンバ２０に支持されている。これにより、図示しない車輪のハブと車体とがロアアーム１６によって連結されている。また、ロアアーム１６及びサスペンションメンバ２０は、それぞれ板金等で構成されて、板厚方向を車両上下方向にして配置されている。そして、図１に示されるように、ロアアーム１６の前端部には、車両下側へ屈曲されたフランジ部１８が形成されており、フランジ部１８先端部（下端部）が車両後側へ屈曲されている。

さらに、図２に示されるように、ラジエータサポートロア１４とサスペンションメンバ２０との間には、車両前後方向に延びる「連結部材」としての連結メンバ２２が設けられている。連結メンバ２２は、ロアアーム１６の車両前側に配置されると共に、後述するサスペンションメンバ２０の取付片４０に取付けられており、ラジエータサポートロア１４とサスペンションメンバ２０とが、連結メンバ２２によって連結されている。以下、連結メンバ２２及び取付片４０について説明する。

図１に示されるように、連結メンバ２２は、連結メンバ２２の上部を構成するアッパメンバ２４と、連結メンバ２２の下部を構成するロアメンバ２６と、を含んで構成されている。そして、アッパメンバ２４とロアメンバ２６とが結合されて、連結メンバ２２が、正面視で略矩形状の閉断面を成して、車両前後方向に延びている。また、アッパメンバ２４とロアメンバ２６との間には、連結メンバ２２を補強するための連結リインフォースメント２８が設けられている。

さらに、連結メンバ２２は、連結メンバ２２の下面における前端部において、ボルト３４（図２参照）等の締結部材によってラジエータサポートロア１４の車両左側端部に締結固定されている。また、ロアメンバ２６の後端部にはウェルドナット３６が設けられており、ロアメンバ２６が、後述する取付片４０にボルト３８によって締結固定されている。これにより、連結メンバ２２が、連結メンバ２２の下面の後端部において、取付片４０に取付けられており、連結メンバ２２の取付片４０との取付面が被取付面３０とされている。そして、この被取付面３０は、側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜して配置されると共に、ロアアーム１６の上部前端１６Ａ（ロアアーム１６の上面とフランジ部１８の前面とが交差する部分）よりも車両下側に配置されている。すなわち、連結メンバ２２の後端とフランジ部１８とが、車両前後方向に対向して配置されている。

一方、図２に示されるように、連結メンバ２２の車両上側には、車両１０の骨格を構成するフロントサイドメンバ３２が車両前後方向に延びている。これにより、車両１０では、フロントサイドメンバ３２とは別部材で構成された連結メンバ２２によって、ラジエータサポートロア１４とサスペンションメンバ２０とが連結されている。

さらに、図１に示されるように、連結メンバ２２の上部後端２２Ａは、ロアアーム１６の上部前端１６Ａよりも車両上側に配置されている。そして、側面視で、連結メンバ２２の上部後端２２Ａとロアアーム１６の上部前端１６Ａとを結ぶ線Ｌの車両前後方向に対する角度がθ１とされている。

図２に示されるように、取付片４０は、平面視でサスペンションメンバ２０の車両左側端部から車両前側かつ車両左側へ延びて、ロアアーム１６の車両前側かつ連結メンバ２２の車両下側に配置されている。また、図１にも示されるように、取付片４０は、側面視で車両上側へ屈曲された縦壁４２と、縦壁４２の上端部から車両前側へ屈曲された横壁４４と、を有しており、全体として略クランク状に形成されている。そして、取付片４０の横壁４４における上面が取付面４４Ａとされており、取付面４４Ａは、連結メンバ２２の被取付面３０と平行に配置されている（側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜されている）。そして、取付面４４Ａに連結メンバ２２の被取付面３０が当接されて、ボルト３８によって連結メンバ２２がサスペンションメンバ２０に締結固定されている。さらに、車両前後方向に対する取付面４４Ａの傾斜角度がθ２とされており、傾斜角度θ２は角度θ１よりも小さく設定されている。

次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成された車両前下部構造Ｓが適用された車両１０では、連結メンバ２２が、ロアアーム１６の車両前側で車両前後方向に延在されており、連結メンバ２２の上部後端２２Ａがロアアーム１６よりも車両上側に配置されている。また、連結メンバ２２の被取付面３０が、サスペンションメンバ２０の取付片４０に取付けられ（締結固定され）ており、ラジエータサポートロア１４とサスペンションメンバ２０とが、連結メンバ２２によって連結されている。これにより、車両１０の前面衝突時に車両後側への衝突荷重Ｆが連結メンバ２２を介してサスペンションメンバ２０の取付片４０に入力される。そして、取付片４０に入力された衝突荷重Ｆによって取付片４０が変形して、連結メンバ２２が車両後側へ変位する。

ここで、取付片４０の取付面４４Ａが、側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜して配置されている。このため、図３（Ａ）に示されるように、車両後側への衝突荷重Ｆが連結メンバ２２を介して取付片４０に入力されると、衝突荷重Ｆは、取付片４０の取付面４４Ａと平行な分力Ｆａと、取付面４４Ａに対して直交する方向の分力Ｆｂに分解される。つまり、取付片４０には、車両下側へ向かう方向の分力Ｆｂが作用する。これにより、図３（Ｂ）に示されるように、取付片４０が主として車両下側へ曲げ変形する。具体的には、取付片４０の縦壁４２と横壁４４との成す角度が小さくなるように取付片４０が車両下側に変形して、連結メンバ２２が車両後側かつ車両下側へ変位する。したがって、車両１０の前面衝突時に連結メンバ２２が車両後側かつ車両上側へ変位することが抑制されて、連結メンバ２２がロアアーム１６側へ変位する。その結果、連結メンバ２２の後端がロアアーム１６に当たり、衝突荷重が連結メンバ２２によってロアアーム１６へ伝達される。以上により、車両１０の前面衝突時の連結メンバ２２による荷重伝達性能を向上できる。なお、図３では、連結メンバ２２を連結メンバ２２の外形のみで模式的に示している。

また、上述したように、取付片４０の横壁４４（取付面４４Ａ）は、側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜されており、車両１０の前面衝突時に連結メンバ２２が車両後側かつ車両下側へ変位する。このため、衝突荷重Ｆのベクトル方向が、車両前後方向に対して車両後斜め下方へ傾く（図３（Ａ）の矢印Ａ参照）。そして、この衝突荷重Ｆのベクトル方向における車両前後方向に対する角度が、取付面４４Ａの車両前後方向に対する傾斜角度θ２と略一致する。

ここで、側面視で、連結メンバ２２の上部後端２２Ａとロアアーム１６の上部前端１６Ａとを結ぶ線Ｌの車両前後方向に対する角度θ１よりも傾斜角度θ２が小さく設定されている。つまり、上述した衝突荷重Ｆのベクトル方向の車両前後方向に対する角度が、角度θ１よりも小さくなる。これにより、連結メンバ２２が車両後側かつ車両下側に変位して連結メンバ２２の後端がロアアーム１６のフランジ部１８に当たる際に、連結メンバ２２の上部後端２２Ａが、ロアアーム１６の上部前端１６Ａよりも車両上側に配置される（図３（Ｂ）参照）。換言すると、連結メンバ２２の上部後端２２Ａが上部前端１６Ａよりも車両下側に配置されることが抑制される。したがって、車両１０が前面衝突した時に、連結メンバ２２がロアアーム１６の車両下側をすり抜けることを抑制できる。

さらに、取付片４０が、側面視で車両上側かつ車両前側へ屈曲されたクランク状に形成されている。このため、仮に取付片４０がクランク状に形成されていない場合（例えば、取付片４０における縦壁４２を省略して、横壁４４をサスペンションメンバ２０から車両前側へ延ばして車両前後方向に対して傾斜させた場合）に比べて、取付片４０と連結メンバ２２との取付位置を車両上側に設定できる。これにより、このような場合に比べて、連結メンバ２２を車両下側へ延ばす必要がなくなるため、連結メンバ２２の小型軽量化を図ることができ、ひいては車両１０の小型軽量化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、取付片４０が、側面視で車両上側かつ車両前側へ屈曲されたクランク状に形成されているが、取付片４０の形状はこれに限らない。例えば、図４（Ａ）に示されるように、取付片４０における縦壁４２を省略して、横壁４４をサスペンションメンバ２０から車両前側へ延ばすと共に車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜させてもよい。この場合には、取付片４０の位置に対応して連結メンバ２２の被取付面３０の位置が本実施の形態と比べて車両下側に設定される。また、図４（Ｂ）に示されるように、取付片４０の縦壁４２の位置を車両前側へ移動させて、横壁４４を縦壁４２の上端部から車両後側へ屈曲させてもよい。すなわち、取付片４０を側面視で車両後側へ開放された略Ｕ字形状に形成してもよい。

また、本実施の形態では、傾斜角度θ２が角度θ１よりも小さく設定されているが、傾斜角度θ２は任意に設定することができる。すなわち、車両１０の前面衝突時における取付片４０の変形に応じて傾斜角度θ２を適宜設定して、連結メンバ２２の車両後側への変位を調整できる。

さらに、連結メンバ２２には、連結リインフォースメント２８が設けられているが、連結メンバ２２から連結リインフォースメント２８を省略してもよい。

また、連結メンバ２２の被取付面３０はロアメンバ２６の後端に設定されているが、被取付面３０をロアメンバ２６の後端よりも車両前側に設定してもよい。

１０ 車両
１２ ラジエータサポート
１４ ラジエータサポートロア
１６ ロアアーム
１６Ａ 上部前端
２０ サスペンションメンバ
２２Ａ 上部後端
２２ 連結メンバ（連結部材）
４０ 取付片
４４Ａ 取付面
Ｌ 線
Ｓ 車両前下部構造
θ１ 角度
θ２ 傾斜角度

Claims (3)

1. 車両前下部に設けられ、車両幅方向に延在されたラジエータサポートの一部を構成するラジエータサポートロアと、
   前記ラジエータサポートロアの車両後側に設けられると共に、ロアアームを支持するサスペンションメンバと、
   前記ロアアームの車両前側で車両前後方向に延在され、前記ラジエータサポートロアと前記サスペンションメンバとを連結すると共に、上部後端が前記ロアアームよりも車両上側に配置された連結部材と、
   前記サスペンションメンバの一部を構成し、前記連結部材が取付けられると共に側面視で車両前後方向に対して車両前側かつ車両下側へ傾斜された取付面を有する取付片と、
   を備えた車両前下部構造。
2. 側面視で、前記連結部材の上部後端と前記ロアアームの上部前端とを結ぶ線の車両前後方向に対する角度よりも、前記取付面の車両前後方向に対する傾斜角度が小さく設定された請求項１に記載の車両前下部構造。
3. 前記連結部材の下面における後端部が前記取付片に取付けられ、
   前記取付片は、側面視で車両上側かつ車両前側へ屈曲されたクランク状に形成された請求項１又は請求項２に記載の車両前下部構造。

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