JP6020203B2

JP6020203B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP6020203B2
Application number: JP2013012631A
Authority: JP
Inventors: 丹羽　健二; 健二丹羽
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2033-01-25
Also published as: JP2014144658A

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

フロントサイドメンバよりも車幅方向外側で前面衝突（微小ラップ衝突）したときに、タイロッド折曲部材によりタイロッドを折り曲げて、前輪の後部側を車幅方向外側へ移動させるようにした自動車の前部車体構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−８５４１４号公報

しかしながら、タイロッドは、通常、車体上下方向の長さが短いため、タイロッド折曲部材によりタイロッドを折り曲げるためには、タイロッド折曲部材の寸法及びレイアウトを調整する必要があり、前輪の転蛇スペースも考慮する必要がある。このように、微小ラップ衝突時に、前輪の後部側を車幅方向外側へ効率よく移動させる構造には、改善の余地がある。

そこで、本発明は、微小ラップ衝突時に前輪の後部側を車幅方向外側へ効率よく移動させられる車体前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造は、サスペンションを構成するロアアームを支持するサブフレームと、前記サブフレームの前端部に設けられた締結部に締結され、前記締結部よりも車幅方向外側で、かつ前記締結部よりも車体前方側へ突出する突出部材と、を有し、前記突出部材は、前記締結部に、車体上下方向を軸方向として回動可能に締結され、車体前方側から荷重が入力されたときに、前記荷重により車体後方側へ移動し、前輪の後部側が車幅方向外側へ移動するように、前記前輪の前部側を押圧することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、サブフレームの前端部に設けられた締結部に、その締結部よりも車幅方向外側で、かつ、その締結部よりも車体前方側へ突出する突出部材が、車体上下方向を軸方向として回動可能に締結されている。

したがって、例えば微小ラップ衝突により、車体前方側から衝突荷重が入力されたときには、突出部材が、その衝突荷重により車体後方側へ効率よく移動する。そして、その移動された突出部材が、前輪の前部側を押圧し、前輪の後部側を車幅方向外側へ移動させる。

ここで、サブフレームは、通常、前輪の高さ方向略中央部分に配置されている。したがって、突出部材も、前輪の高さ方向略中央部分に配置されるため、その前輪は、突出部材により効率よく押圧される。

よって、前輪の後部側を車幅方向外側へ効率よく移動させられる。また、これにより、衝突荷重が、前輪を介してロッカに入力されるのが抑制又は防止されるので、車室の変形が抑制又は防止される。

また、請求項２に記載の車体前部構造は、請求項１に記載の車体前部構造であって、前記突出部材は、前記前輪の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分を押圧することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、突出部材が、前輪の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分を押圧する。したがって、前輪の後部側を車幅方向外側へより効率よく移動させられる。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、微小ラップ衝突時に前輪の後部側を車幅方向外側へ効率よく移動させることができる。

また、請求項１に係る発明によれば、車体前方側から入力された荷重により、突出部材を車体後方側へ効率よく移動させることができる。

請求項２に係る発明によれば、前輪の後部側を車幅方向外側へより効率よく移動させることができる。

本実施形態に係る車体前部構造を示す平面図である。本実施形態に係る車体前部構造を構成する突出部材を示す斜視図である。本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後の状態を示す平面図である。本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後でサブフレームのサイドレールが折れ曲がり変形した状態を示す平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、各図では車体の右側を示しているが、車体の左側も左右対称で同一であるため、車体の左側についての説明は適宜省略する。

図１に示されるように、車体前部側には、図示しないフロントサスペンションを構成するロアアーム２０を支持する金属製（例えば鉄製）のサブフレーム（サスペンションメンバ）１２が設けられている。なお、ロアアーム２０の車幅方向外側には、前輪５０が設けられている。

サブフレーム１２は、車体前方側で車幅方向に延在するフロントレール１４と、車体後方側で車幅方向に延在するリアレール１６と、フロントレール１４の車幅方向両端部とリアレール１６の車幅方向両端部とを、それぞれ車体前後方向に一体に連結する左右一対のサイドレール１８と、で構成されており、平面視略「□」型の枠形状に形成されている。

そして、リアレール１６の車幅方向両端部が、図示しない左右一対のフロントサイドメンバに結合され、フロントレール１４の車幅方向両端部が、車体上下方向に延在する図示しない連結部材を介してフロントサイドメンバに結合されている。つまり、サブフレーム１２は、フロントサイドメンバに吊り下げられた状態で支持されるようになっている。

なお、サブフレーム１２の車体上下方向上側には、エンジン及びトランスミッションを含んで構成された図示しないパワーユニットが配設されるようになっている。そして、左右一対のフロントサイドメンバの車体前方側には、車幅方向に延在する図示しないフロントバンパリインフォースメントが架設されるようになっている。

また、サブフレーム１２の車体後方側には、パワーユニットが配設されるエンジンコンパートメントと車室（図示省略）とを区画するダッシュパネル（図示省略）が設けられている。そして、左右の前輪５０（ダッシュパネルの車幅方向両端部）の車体後方下部側には、それぞれ車体前後方向に延在する図示しないロッカ（サイドシル）が左右一対で配設されている。

また、サブフレーム１２のサイドレール１８の上面には、ロッド状のアーム取付部２６が、その両端部が固定されることで設けられている。このアーム取付部２６には、ロアアーム２０の円筒状の前側取付部２２が予め挿嵌されており、その前側取付部２２がサイドレール１８に車体前後方向を軸方向として回動可能に連結されるようになっている。なお、ロアアーム２０の後側取付部２４は、リアレール１６の外側壁に形成されたアーム取付部２８に車体上下方向を軸方向として回動可能に連結されるようになっている。

また、フロントレール１４の車幅方向両端部（サブフレーム１２の前端部）には、サイドレール１８（サブフレーム１２）よりも車幅方向外側へ突出し、かつフロントレール１４（サブフレーム１２）よりも車体前方側へ突出する突出部材３０が、車体上下方向を軸方向として回動可能に設けられている。

図２に示されるように、この突出部材３０は、閉断面形状（四角筒形状）とされた本体部３２を有している。この本体部３２は、断面略「Ｕ」字状のインナパネル３４に、断面略「Ｕ」字状のアウタパネル３６が互いの開口側を対向させるように外側から被せられ、インナパネル３４の側壁３４Ａに重ね合わされたアウタパネル３６の側壁３６Ａが、そのインナパネル３４の側壁３４Ａに溶接によって接合されることで形成されている。

なお、アウタパネル３６の側壁３６Ａの車体後方側は、車幅方向内側に一体に延設された上下一対のブラケット３８とされており、このブラケット３８が、フロントレール１４の車幅方向両端部に車体上下方向を軸方向として回動可能に連結されるようになっている。そして、この突出部材３０は、通常時（車体前方側から衝突荷重が入力されないとき）には、サブフレーム１２に対して回動しないように、例えばボルト及びナット（共に図示省略）によって強固に締結固定されている（以下、その部位を「締結部４８」という）。

また、この突出部材３０の本体部３２の車体後方側には、矩形平板状の当て板４０が取り付けられている。この当て板４０は、平面視で車体前後方向及び車幅方向に対して斜めになるように（換言すれば、サイドレール１８のアーム取付部２６が固定された部位から見て、車体前方外側へ向けて延在するように）、本体部３２の後端部に取り付けられている。

そして、この当て板４０は、その斜めに延在する方向が長手方向とされており、その長手方向外側端部（以下「外端部」という）４２が、アウタパネル３６よりも車幅方向外側へ突出されている。なお、この当て板４０は、その長手方向内側端部（以下「内端部」という）４４が、インナパネル３４よりも車幅方向内側へ突出されているが、その内端部４４は、前輪５０の転蛇を阻害しないように、その転蛇スペースよりも車体前方側に配置されている。

そして、図３に示されるように、この当て板４０は、突出部材３０が車体後方側へ締結部４８を中心に回動（移動）して、当て板４０の内端部４４がサブフレーム１２のサイドレール１８の外側壁に当接したときに、当て板４０の外端部４２側が前輪５０の前部側と車幅方向でオーバーラップする領域Ｅを有する長さに形成されている。

なお、この領域Ｅは、前輪５０の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分に形成されている。また、車幅方向から見た側面視で、サブフレーム１２は、通常、前輪５０の高さ方向略中央部分に配置されている。したがって、突出部材３０（当て板４０）も、前輪５０の高さ方向略中央部分に配置されている。

以上のような構成の車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。

図３に示されるように、例えば車両の右側のフロントサイドメンバよりも車幅方向外側、即ちフロントバンパリインフォースメントの右端部がバリアＷに衝突する微小ラップ衝突が発生すると、車両の前進に伴って、サブフレーム１２の前端部（フロントレール１４の車幅方向右端部）に車体上下方向を軸方向として回動可能に設けられた突出部材３０（本体部３２の前端部）が、バリアＷに衝突する。

つまり、突出部材３０（本体部３２）に対して車体前方側から衝突荷重が入力される。すると、その衝突荷重により、突出部材３０が、締結部４８を中心に車体後方側へ効率よく回動（移動）し、当て板４０の内端部４４が、サブフレーム１２のサイドレール１８の外側壁に当接する。そして、この状態で、当て板４０の外端部４２側が、前輪５０の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分に車幅方向でオーバーラップする。

したがって、この状態で、車両が更に前進すると、当て板４０の外端部４２側が、前輪５０の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分を車体後方側へ押圧する（図３において仮想線で示す）。ここで、突出部材３０は、前輪５０の高さ方向略中央部分に配置されている。そのため、当て板４０は、前輪５０の前部側における車幅方向内側部分をタイミングよく、かつ効率よく押圧することができる。

つまり、このような当て板４０（突出部材３０）によれば、前輪５０の後部側を車幅方向外側へ効率よく移動させることができ、平面視で前輪５０を車体後方外側（車体前方内側）へ早期に傾かせる（トーインさせる）ことができる。よって、前輪５０がロッカに当たらない又は当たったとしてもロッカの車幅方向外側端部にしか当たらないため、衝突荷重が、前輪５０を介してロッカに入力されるのを抑制又は防止することができ、車室が変形するのを抑制又は防止することができる。

また、突出部材３０が前輪５０の高さ方向略中央部分に配置されていることから、当て板４０は、その高さ方向（車体上下方向）の長さが短く形成されていても、微小ラップ衝突時に、前輪５０の高さ方向略中央部分を効果的に押圧することができる。したがって、当て板４０の高さ方向（車体上下方向）の寸法を抑えることができ、これによって、突出部材３０の軽量化を図ることができる。

なお、図４に示されるように、微小ラップ衝突により、サイドレール１８が車幅方向内側へ折れ曲がり変形した場合も同様である。すなわち、この場合は、サイドレール１８が車幅方向内側へ折れ曲がり変形することにより、ロアアーム２０の前側取付部２２が車幅方向内側へ移動するので、平面視で前輪５０が車体後方外側（車体前方内側）へ早期に傾く。

そのため、突出部材３０が、締結部４８を中心に車体後方側へ回動（移動）し、当て板４０の内端部４４が、サブフレーム１２のサイドレール１８の外側壁に当接すると、当て板４０の外端部４２側が、前輪５０の前部側に車幅方向で（図３に示されたものよりも）大きくオーバーラップする。

したがって、この状態で、車両が更に前進すると、当て板４０の外端部４２を含む長手方向略半分が、平面視で車体後方外側（車体前方内側）へ傾いた前輪５０の前部側を車体後方側へ押圧する。よって、当て板４０は、前輪５０の前部側をタイミングよく、かつ効率よく押圧することができ、前輪５０の後部側を車幅方向外側へより大きく移動させることができる。つまり、この場合も、衝突荷重が、前輪５０を介してロッカに入力されるのを抑制又は防止することができ、車室が変形するのを抑制又は防止することができる。

以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のもの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内において、適宜設計変更可能なものである。例えば突出部材３０は、回動して移動する構成に限定されるものではなく、折れ曲がり変形して移動する構成とされてもよい。

また、突出部材３０の当て板４０が前輪５０に当たってから、その当て板４０の内端部４４が、サブフレーム１２のサイドレール１８の外側壁に当接する構成にしてもよい。何れにしても、本実施形態に係る突出部材３０は、タイロッド折曲部材によってタイロッドを折り曲げて前輪５０を傾かせる構成に比べて、寸法性、レイアウト性、転蛇スペース性の点で優れる。

また、当て板４０の外端部４２側は、前輪５０の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分を押圧する構成に限定されるものではなく、前輪５０の後部側を車幅方向外側へ効率よく移動させることができる構成であれば、図４に示されたように、前輪５０の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向外側部分を含んで押圧する構成にしてもよい。

また、通常時（車体前方側から衝突荷重が入力されないとき）に、突出部材３０の車体後方側への回動をより確実に阻止するために、フロントレール１４の車幅方向両端部に、ブラケット３８に干渉する突起状のストッパー部材（図示省略）を突設する構成にしてもよい。なお、このストッパー部材の突出高さは、微小ラップ衝突時にブラケット３８がストッパー部材を乗り越えて回動できる程度の高さとされる。また、本実施形態に係る車体前部構造１０は、左右対称であるとして説明したが、左右対称でなくてもよい。

１０車体前部構造
１２サブフレーム
２０ロアアーム
３０突出部材
５０前輪

Claims

サスペンションを構成するロアアームを支持するサブフレームと、
前記サブフレームの前端部に設けられた締結部に締結され、前記締結部よりも車幅方向外側で、かつ前記締結部よりも車体前方側へ突出する突出部材と、
を有し、
前記突出部材は、前記締結部に、車体上下方向を軸方向として回動可能に締結され、車体前方側から荷重が入力されたときに、前記荷重により車体後方側へ移動し、前輪の後部側が車幅方向外側へ移動するように、前記前輪の前部側を押圧する車体前部構造。
前記突出部材は、前記前輪の前部側における車幅方向中央部分よりも車幅方向内側部分を押圧することを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。