JP6135404B2 - 車両前部構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両前部構造に関する。
下記特許文献１には、車両が前突した際にパワープラントを車両後方側かつ車両下方側に移動させることによって、当該パワープラントがダッシュパネル等の部材を直接押圧することを抑制した車両前部構造（パワープラントのマウント構造）が開示されている。この文献に記載された技術について簡単に説明すると、車両の前部に配置されたパワープラントの車両後方側の部位は、ブラケット及びマウントサポート部を介して車体フレームに支持されており、またブラケットには、脆弱部及び傾斜面が設けられている。前突による衝突荷重がパワープラントに加わり、当該パワープラントに加わる荷重が所定値を超えるとブラケットの脆弱部が破断する。これにより、パワープラントのマウントサポート部への固定が解除され、当該パワープラントが車両後方側に移動することが可能となる。また、パワープラントが車両後方側へ向けて移動すると、マウントサポート部に支持された軸体がブラケットの傾斜面に当接する。これにより、パワープラントが車両後方側へ移動しながら車両下方側へ移動するようになっている。
特開平１１−９１６２０号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載された構成は、パワープラントが前突時にダッシュパネル等に直接当接することを抑制するという観点では有用な技術ではあるが、ブラケットの脆弱部が破断した後において前突による衝突エネルギーの吸収性能を確保するという観点で改良の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、前突による衝突エネルギーを効果的に吸収することができる車両前部構造を得ることが目的である。
請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、車両前部に設けられたパワープラントルーム内に設けられ、車両後方側にマウントブラケットを有するパワープラントと、
前記マウントブラケットを支持することによって前記パワープラントの後部を支持すると共に前記マウントブラケットよりも車両前後方向の強度が低く設定されたマウントと、
前記マウントブラケットの車両後方側に設けられ、前記マウントブラケットよりも車両前後方向の強度が低く設定されたエネルギー吸収部と、
前記マウントブラケットには、車両前後方向に対して車両下方側に傾斜する傾斜面が設けられており、この傾斜面が前記エネルギー吸収部と車両前後方向に対向している。
請求項１記載の車両前部構造が適用された車両前部に前突による衝突荷重が加わると、当該衝突荷重はパワープラントに伝達される。パワープラントに伝達された衝突荷重が所定値を超えると、マウントが破損して、パワープラントが車両後方側に移動する。また、パワープラントが車両後方側に移動すると、当該パワープラントに設けられたマウントブラケットがエネルギー吸収部に当接する。そして、マウントブラケットがエネルギー吸収部を押圧することによって、当該エネルギー吸収部が変形する（破損する）。これにより、前突による衝突エネルギーが吸収される。
また、パワープラントが車両後方側に移動して、パワープラントに設けられたマウントブラケットがエネルギー吸収部に当接する、すなわち、マウントブラケットの傾斜面がエネルギー吸収部に当接すると、パワープラントが車両後方側へ移動しながら車両下方側へ移動する。すなわち、本構造によれば、前突による衝突エネルギーを吸収しながらパワープラントを車両下方側に移動させることができる。
請求項２記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項１記載の車両前部構造において、前記エネルギー吸収部は、ステアリングギアボックスである。
請求項３記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項１又は２記載の車両前部構造において、前記車両前部には、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバ間に架け渡されたサブフレームが設けられており、前記エネルギー吸収部が前記サブフレームの上部に固定され、前記マウントブラケットが、前記サブフレームの上方側に配置されている。
請求項３記載の車両前部構造によれば、パワープラントが車両後方側に移動すると、パワープラントに設けられたマウントブラケットがエネルギー吸収部にサブフレームの上方側で当接する。すると、パワープラントがサブフレームの下方側に向けて移動する。これにより、パワープラントがサブフレームに当接することを抑制することができる。
請求項４記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項３記載の車両前部構造において、前記マウントブラケット及び前記エネルギー吸収部の車両後方側には、前記サブフレームに支持されたスタビライザの一部が配置されている。
請求項４記載の車両前部構造によれば、パワープラントに設けられたマウントブラケットがエネルギー吸収部を破損して、パワープラントが車両後方側へ更に移動すると、パワープラントに設けられたマウントブラケットがスタビライザに当接し、パワープラントがサブフレームの下方側に向けて移動する。すなわち、本構造によれば、エネルギー吸収部の破損後においても、パワープラントがサブフレームに当接することを抑制することができる。
請求項１〜請求項４記載の本発明に係る車両前部構造は、前突による衝突エネルギーを効果的に吸収することができる、という優れた効果を有する。
図２に示された１−１線に沿って切断した車両の前部の断面を示す側断面図である。 本実施形態の車両前部構造が適用された車両の前部を示す斜視図である。
図１及び図２を用いて本発明の実施形態に係る車両前部構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、単に前後、上下の方向を示す場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。
図２に示されるように、本実施形態の車両前部構造が適用された車両の前部１０には、パワープラント１２が収容されるパワープラントルーム１４が設けられており、また車両の前部１０には、キャビン１６の前方側に向けて延びると共に車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバ１８が設けられている。さらに、車両の前部１０には、フロントサイドメンバ１８の車幅方向外側かつ車両上方側に配置されていると共に後端部が図示しないフロントピラーに接合された一対のエプロンアッパメンバ２０が設けられている。車両進行方向右側に配置されたエプロンアッパメンバ２０とフロントサイドメンバ１８との間には、図示しないサスペンションの上端部を支持するサスペンションタワー２２が架け渡されており、このサスペンションタワー２２はフロントサイドメンバ１８及びエプロンアッパメンバ２０に接合されている。また、車両進行方向左側に配置されたフロントサイドメンバ１８及びエプロンアッパメンバ２０には、上記のサスペンションタワー２２と車幅方向に略対象に形成されたサスペンションタワー２２が接合されている。
また、フロントサイドメンバ１８の下方側には、当該一対のフロントサイドメンバ１８間に架け渡されたサブフレーム２４が設けられており、このサブフレーム２４は、車両平面視で略梯子状に形成されている。詳述すると、サブフレーム２４は、車両前後方向に延びると共に図示しないサスペンションアーム等を支持する一対のアーム支持部２６と、一対のアーム支持部２６の前端部を車幅方向に繋ぐ前フレーム部２８と、一対のアーム支持部２６の後端側を車幅方向に繋ぐ後フレーム部３０と、を備えている。また、アーム支持部２６の前端側は支持部３２を介してフロントサイドメンバ１８の前端側に固定されており、アーム支持部２６の後端側はフロントサイドメンバ１８の後端側に固定されている。
前フレーム部２８の車幅方向の略中央部には、Ｆｒマウント３４が固定されており、また後フレーム部３０の車幅方向の略中央部には、後に詳述するＲｒマウント３６が固定されている。さらに、車両進行方向右側に配置されたフロントサイドメンバ１８には、Ｒｈマウント３８が固定されており、車両進行方向左側に配置されたフロントサイドメンバ１８には、Ｌｈマウント４０が固定されている。そして、パワープラント１２が上記のＦｒマウント３４、Ｒｒマウント３６、Ｒｈマウント３８及びＬｈマウント４０を介してフロントサイドメンバ１８及びサブフレーム２４に支持されている。
次に、本実施形態の要部であるパワープラント１２の後部及びパワープラント１２の後方側の構成について説明する。
図１に示されるように、パワープラント１２の後部には、Ｒｒマウント３６に支持される被支持部としてのＲｒマウントブラケット４２が固定されており、このＲｒマウントブラケット４２は、鋼板材をプレス加工する或いは鉄系の材料を鋳造等することによって形成されている。詳述すると、Ｒｒマウントブラケット４２は、パワープラント１２のトランスミッションケース１３の後部に図示しないボルトを介して固定されると共に車両背面視で略矩形状に形成された固定部４４を備えている。また、Ｒｒマウントブラケット４２は、固定部４４の車幅方向の両端から車両後方側に向けて延びると共に車両側面視で略直角三角形状に形成された一対の側壁部４６を備えている。また、側壁部４６には、車両前後方向に対して車両下方側に傾斜する傾斜面、即ち、車両側面視で前上がりとされた傾斜面４８が設けられており、この傾斜面４８は、後述のステアリングギヤボックス６０と車両前後方向に対向している。さらに、側壁部４６の後端部には、図示しないボルトが挿通される挿通孔５０が形成されている。
マウントとしてのＲｒマウント３６は、車両側面視で車幅方向を軸方向とする環状に形成された環状部５２と、環状部５２と一体に設けられたフランジ部５４と、環状部５２の軸心部に設けられた図示しないカラーと、環状部５２とカラーとの間に設けられた図示しない弾性部材（一例としてゴム系の材料を用いて形成された弾性部材）と、を有して構成されている。また、環状部５２の車両後方側の部位は、当該環状部５２の他の部位に比して薄肉とされた脆弱部５６とされている。これにより、Ｒｒマウント３６の車両前後方向の強度がＲｒマウントブラケット４２よりも低く設定されている。以上説明したＲｒマウント３６は、フランジ部５４に挿通されたボルト５８を介して後フレーム部３０の車両上方側の面に固定されている。そして、Ｒｒマウントブラケット４２の側壁部４６に形成された挿通孔５０及び環状部５２の軸心部に設けられたカラーに挿通されたボルト等を介してＲｒマウントブラケット４２がＲｒマウント３６に固定されている。
また、Ｒｒマウントブラケット４２の車両後方側には、エネルギー吸収部としてのステアリングギヤボックス６０が設けられている。このステアリングギヤボックス６０は、当該ステアリングギヤボックス６０の外郭を形成すると共にアルミニウム合金を鋳造等することによって形成されたステアリングギヤボックスケース６２及びステアリングギヤボックス６０内に配置された図示しないギヤ並びにシャフト６４等を含んで構成されている。また、ステアリングギヤボックスケース６２は、後フレーム部３０の車両上方側の面に固定されるベース部６６と、ベース部６６の車幅方向の端部から車幅方向外側に向けて延びる筒状部６８と、を有して構成されている。さらに、筒状部６８は、Ｒｒマウントブラケット４２と車両前後方向に対向していると共に車両側面視でＲｒマウント３６の上方側に配置されている。
また、本実施形態では、ステアリングギヤボックス６０の車両前後方向の強度がＲｒマウントブラケット４２よりも低く設定されている。すなわち、Ｒｒマウントブラケット４２がステアリングギヤボックス６０を押圧した際に、ステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８がＲｒマウントブラケット４２が破損する前に破損するように設定されている。
また、Ｒｒマウントブラケット４２及びステアリングギヤボックス６０の車両後方側には、車両進行方向右側のアーム支持部２６（図２参照）に支持されたアームと車両進行方向左側のアーム支持部２６に支持されたアームとを繋ぐスタビライザ７０の一部７２が配置されている。このスタビライザ７０は、鋼鉄製の中実の棒材に曲げ加工及び熱処理等が施されることによって形成されており、またスタビライザ７０は、支持部７４を介して後フレーム部３０に支持されている。さらに、スタビライザ７０の一部７２は、車両側面視でステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８の中心よりも車両下方側かつＲｒマウント３６の環状部５２の中心（カラーの中心）よりも車両上方側に配置されている。
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図２に示されるように、本実施形態の車両前部構造が適用された車両の前部１０に前突による衝突荷重が加わると、図１に示されるように、当該衝突荷重Ｆはパワープラント１２に伝達される。パワープラント１２に伝達された衝突荷重Ｆが所定値を超えると、Ｒｒマウント３６の環状部５２の車両後方側の部位、つまり、環状部５２の脆弱部５６が破損して、パワープラント１２が車両後方側に移動する。また、パワープラント１２が車両後方側に移動すると、当該パワープラント１２に設けられたＲｒマウントブラケット４２がステアリングギヤボックス６０に当接する。そして、Ｒｒマウントブラケット４２がステアリングギヤボックス６０を押圧することによって、当該ステアリングギヤボックス６０が変形する。詳述すると、ステアリングギヤボックス６０の一部を構成するステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８が破損する。これにより、前突による衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。
また、本実施形態では、前述の傾斜面４８がＲｒマウントブラケット４２に設けられている。そのため、パワープラント１２が車両後方側に移動して、Ｒｒマウントブラケット４２の傾斜面４８がステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８に当接すると、パワープラント１２が車両後方側へ移動しながら、すなわち、Ｒｒマウントブラケット４２がステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８を変形（破損）させながら車両下方側へ移動する。これにより、前突による衝突エネルギーを吸収しながらパワープラント１２を車両下方側に移動させることができると共にパワープラント１２が後フレーム部３０の前端側に当接することを抑制することができる。
さらに、本実施形態では、パワープラント１２に設けられたＲｒマウントブラケット４２がステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８を破損して、パワープラント１２が車両後方側へ更に移動すると、Ｒｒマウントブラケット４２の傾斜面４８がスタビライザ７０に当接し、パワープラント１２が後フレーム部３０の下方側に向けて移動する。すなわち、本構造によれば、ステアリングギヤボックスケース６２の筒状部６８の破損後においても、パワープラント１２が後フレーム部３０の前端側に当接することを抑制することができる。
なお、本実施形態では、スタビライザ７０の一部７２をＲｒマウントブラケット４２及びステアリングギヤボックス６０の車両後方側に配置した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スタビライザを設けない、或いは、スタビライザの一部をＲｒマウントブラケット４２が当接しない位置に配置することもできる。このように、スタビライザを設けるか否か、或いは、スタビライザの一部を何処に配置するかについては車両の操安性能や他の車体構成部品とのクリアランス等を考慮して適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、サブフレーム２４に固定されたステアリングギヤボックス６０を変形させることによって前突による衝突荷重を吸収した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ハニカム構造等とされたエネルギー吸収部を他の車体骨格部材に固定して、当該エネルギー吸収部をＲｒマウントブラケット４２によって変形させることによって前突による衝突荷重を吸収するように構成することもできる。
さらに、本実施形態では、Ｒｒマウントブラケット４２に傾斜面４８を設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば傾斜面４８を有しないＲｒマウントブラケットを用いることもできる。このように傾斜面４８をＲｒマウントブラケット４２に設けるか否かについては、Ｒｒマウントブラケット４２とサブフレーム２４との位置関係等を考慮して適宜設定すればよい。
また、本実施形態では、Ｒｒマウント３６に支持されるＲｒマウントブラケット４２をパワープラント１２の後部に固定した例について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、Ｒｒマウントブラケット４２に相当する部位をパワープラントに一体に形成した構成とすることもできる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
１０ 車両の前部
１２ パワープラント
１４ パワープラントルーム
１８ フロントサイドメンバ
２４ サブフレーム
３６ Ｒｒマウント（マウント）
４２ Ｒｒマウントブラケット（被支持部）
６０ ステアリングギヤボックス（エネルギー吸収部）
７０ スタビライザ
７２ スタビライザの一部

Claims (4)

  1. 車両前部に設けられたパワープラントルーム内に設けられ、車両後方側にマウントブラケットを有するパワープラントと、
    前記マウントブラケットを支持することによって前記パワープラントの後部を支持すると共に前記マウントブラケットよりも車両前後方向の強度が低く設定されたマウントと、
    前記マウントブラケットの車両後方側に設けられ、前記マウントブラケットよりも車両前後方向の強度が低く設定されたエネルギー吸収部と、
    前記マウントブラケットには、車両前後方向に対して車両下方側に傾斜する傾斜面が設けられており、この傾斜面が前記エネルギー吸収部と車両前後方向に対向している車両前部構造。
  2. 前記エネルギー吸収部は、ステアリングギアボックスである請求項１記載の車両前部構造。
  3. 前記車両前部には、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバ間に架け渡されたサブフレームが設けられており、
    前記エネルギー吸収部が前記サブフレームの上部に固定され、
    前記マウントブラケットが、前記サブフレームの上方側に配置されている請求項１又は２記載の車両前部構造。
  4. 前記マウントブラケット及び前記エネルギー吸収部の車両後方側には、前記サブフレームに支持されたスタビライザの一部が配置されている請求項３記載の車両前部構造。
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