JP6186894B2 - 車両の前部構造 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンを備えた車両の前部構造に関する。

燃料を使用するエンジンが搭載された車両の衝突を想定した場合、燃料系の損傷を最小限度に抑えることができるように、燃料系を保護する構造を採用することが望まれる。例えば衝突の際に車両前方から入力する荷重によりエンジンルームが変形すると、障害物がエンジンに向かって進入してくる。これにより、シリンダヘッドの吸気マニホールド付近に配置されている燃料系が障害物によって破損する可能性がある。あるいはオフセット衝突（ラップ衝突）を想定した場合も、車両前方から進入してくる障害物によってエンジンルームが変形することにより、吸気マニホールド付近に配置されている燃料分配管などの燃料系が破損することが考えられる。

燃料系を保護する手段として、例えば特許文献１に記載されているように、燃料噴射弁の近傍のエンジン本体側に突起等の保護部材を設けるとともに、この保護部材と対向する吸気マニホールド側に棒状部材を設けることにより、燃料分配管を障害物から保護することが提案されている。あるいは特許文献２に記載されているように、車両の正面衝突時に、ラジエータを駆動する電気モータをエンジン補機との干渉を避けることができる位置に設けることも提案されている。

特許第４００１８４８号公報 特開２００１−２３３０６６号公報

特許文献１に記載されているような衝突対策用の棒状部材を吸気マニホールドやエンジン本体に装着すると、その分、部品数が増えるとともに、構造も複雑となり、重量も大きくなる。特許文献２のように、ラジエータの電気モータをエンジン補機との干渉を避ける位置に設けたとしても、衝突時にエンジンに向かって移動してくるラジエータ等の前部構造物が吸気マニホールド付近の燃料系にぶつかることを避けることができないため、燃料系を保護することができない。

従って本発明の目的は、衝突時にエンジンの燃料系を保護することができる車両の前部構造を提供することにある。

本発明に係る車両の前部構造は、車両前部のエンジンルームに搭載されシリンダブロックとシリンダヘッドとを含むエンジン本体と、前記エンジン本体の車両前側に配置された吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドの前端よりも車両後側に配置された燃料系と、前記エンジンルーム内に配置され少なくとも一部が前記燃料系よりも前記車両前側に位置し、前方から入力する衝突荷重に対して圧壊に耐える剛性を有したエンジン補機と、前記エンジン補機と前記エンジン本体との間に設けられた衝突対応凸部とを具備している。また前記シリンダブロックが、クランクケース部と該クランクケース部の上方に形成されたシリンダ部とを有し、前記クランクケース部の前記衝突対応凸部から上側の部分が、前記シリンダ部に近いほど車両後方となるよう湾曲した形状の湾曲部をなしている。

１つの実施形態では、前記エンジン補機がスタータであり、該スタータの車両後側に位置する前記シリンダブロックの前面壁に、前記スタータに向かって突出する前記衝突対応凸部を有している。また前記衝突対応凸部の一例は、前記シリンダブロックに形成された第１の受けリブと、この第１の受けリブの下側に形成された第２の受けリブとからなる。第１の受けリブと第２の受けリブとは、それぞれ車幅方向に延びる横リブである。

また前記第１の受けリブが前記スタータの回転中心から車両後側に延びる中心線の上側に形成され、前記第２の受けリブが前記中心線の下側に形成されていてもよい。さらに前記シリンダブロックが、前記第１の受けリブと第２の受けリブとに連なる縦リブを有していてもよい。

本発明の車両の前部構造によれば、車両の衝突時に車体前方からエンジンに向かって進入してくる障害物がエンジン補機に当って後方に移動すると、このエンジン補機が衝突対応凸部によって支持される。そして衝突荷重がエンジン補機と衝突対応凸部とを介してシリンダブロック側に伝達される。スタータ等のエンジン補機は車両前方から加わる圧縮の荷重に対して実質的に剛体であるため、このエンジン補機によって燃料系保護空間が確保され、吸気マニホールド付近に配置されている燃料系を保護することができる。

本発明の１つ実施形態に係る前部構造を備えた車両の斜視図。 図１に示された車両前部の一部の平面図。 図２に示されたエンジンの一部の縦断面図。 図２に示されたエンジンの一部の斜視図。 図２に示されたエンジンからスタータを取外した状態の斜視図。 車両前部に衝突荷重が加わった状態を模式的に示す断面図。

以下に本発明の１つの実施形態に係る車両の前部構造について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、車両（自動車）１０の一例を示す斜視図である。この車両１０の前部に、エンジン１１とトランスミッション１２などを含むパワートレイン１３が搭載されている。

図２は、車両１０の前部の一部を示す平面図である。図２中の矢印Ａが車両前方、矢印Ｂが車両の幅方向（車幅方向）を示している。図２に示されるように車両１０は、車体骨格部材の一例である一対のサイドメンバ２０，２１を含んでいる。サイドメンバ２０，２１は車両１０の前後方向に延びている。サイドメンバ２０，２１間にエンジンルーム２２が形成されている。エンジンルーム２２に、エンジン１１とトランスミッション１２を含むパワートレイン１３が収容されている。

図２に示すエンジン１１は、クランクシャフトが車両１０の幅方向（車幅方向）に延びるいわゆる横置きエンジンである、エンジン１１とトランスミッション１２は互いに車幅方向に結合されている。エンジン１１は、エンジンマウント２５によって、一方のサイドメンバ２０に支持されている。トランスミッション１２は、トランスミッションマウント２６によって、他方のサイドメンバ２１に支持されている。

図３は、エンジン１１の一部を示す縦断面図である。このエンジン１１は、シリンダブロック３１とシリンダヘッド３２などを含むエンジン本体３０を有している。シリンダブロック３１とシリンダヘッド３２は、それぞれアルミニウム合金等の金属からなる鋳造品であり、いずれも実質的に剛体である。

シリンダブロック３１は、図３において下側に位置するクランクケース部３１ａと、上側に位置するシリンダ部３１ｂとを有している。クランクケース部３１ａの下部にオイルパン３３が設けられている。クランクケース部３１ａとオイルパン３３とによって、クランク室３４が形成されている。クランク室３４には、クランクシャフト３５やクランク等が収容されている。シリンダ部３１ｂにピストン３６が収容されている。

シリンダヘッド３２の車両前側に、吸気系の一部をなす吸気マニホールド４０が配置されている。吸気マニホールド４０の近傍、具体的には吸気マニホールド４０の前端４０ａとシリンダヘッド３２との間（吸気マニホールド４０の湾曲部分の内側）に、インジェクタ４１と燃料分配管４２が配置されている。インジェクタ４１は、エンジン１１の各気筒内に燃料を噴射する機能を有している。燃料分配管４２は、インジェクタ４１に燃料を供給する。インジェクタ４１と燃料分配管４２とは燃料系４３の一部をなしている。

シリンダヘッド３２の車両後側に、排気系の一部をなす排気マニホールド４５が配置されている。またエンジンルーム２２内には、エンジン１１が作動するのに不可欠なエンジン補機（例えば図３に示すスタータ５０やオルタネータ等の回転電機やポンプ類）も配置されている。スタータ５０はエンジン本体３０の車両前側に配置されている。

図４にエンジン本体３０の一部とスタータ５０が示されている。スタータ５０は、金属からなる高剛性の円筒形のハウジング６０を有したスタータ本体６１と、ハウジング６０の内部に配置されたアーマチュアやコンミテータ等を含む回転体６２（図３に示す）と、スタータ本体６１の外側に設けられたマグネチックスイッチ６３などを備えている。ハウジング６０の内側には、磁性金属からなるヨークが配置されている。

スタータ本体６１のハウジング６０の一部に、スタータフランジ６０ａが設けられている。エンジン本体３０にはスタータ取付部６５が設けられている。スタータフランジ６０ａをボルト６６によってスタータ取付部６５に固定することにより、スタータ５０がエンジン１１の車両前側の所定位置に取付けられている。ボルト６６は、スタータ取付部６５に形成された孔６７（図５に示す）に挿入されている。

図３に示すようにスタータ５０の回転軸７０にピニオン７１が設けられている。始動時にマグネチックスイッチ６３が作動し、ピニオン７１がフライホイールのリングギヤ７２に向かって突出することにより、ピニオン７１がリングギヤ７２に噛合うとともに、ピニオン７１とリングギヤ７２との回転によってクランクシャフト３５が回転することにより、エンジン１１が始動する。

スタータ５０は金属の塊に近い剛性の大きなヨークやアーマチュア等を内蔵しているため、車両前方から加わる圧縮の荷重（図６に矢印Ｆで示す方向の荷重）に対して圧壊に耐える剛性を有している。この明細書で言う「圧壊に耐える剛性」とは、前方から入力する衝突荷重によってスタータ５０に径方向の圧縮の荷重が加わっても、変形の程度が小さいことにより、図６に示す燃料系保護空間Ｓを確保することができるような剛性を有していることを意味する。

図３に示すようにエンジンルーム２２内のスタータ５０の前側には、エンジン冷却液を冷却するためのラジエータ８０や冷却ファン等を含む前部構造物８１が配置されている。前部構造物８１の前方にバンパビーム８５やバンパフェース等を含むバンパ構成部材８６が配置されている。

シリンダブロック３１のクランクケース部３１ａの車両前側に位置する前面壁３１ｃに衝突対応凸部９０が形成されている。衝突対応凸部９０の一例は、クランクケース部３１ａに一体に形成された第１の受けリブ９１と第２の受けリブ９２とからなる。これらの受けリブ９１，９２は、スタータ５０の後側のクランクケース部３１ａの前面壁３１ｃに形成され、スタータ５０に向かって車両前方に延びている。またこれらの受けリブ９１，９２は、図５に示すように車幅方向に延びている。受けリブ９１，９２は、いわゆる横リブである。

図３に示されるように、第１の受けリブ９１は、スタータ５０の回転中心Ｃから車両後方に延びる中心線Ｌよりも上側に形成されている。第２の受けリブ９２は、中心線Ｌの下側に形成されている。すなわちスタータ５０の回転中心Ｃから後方に延びる中心線Ｌに対して上側と下側にそれぞれ受けリブ９１，９２が位置するよう、スタータ５０と受けリブ９１，９２との位置関係が設定されている。

受けリブ９１，９２間と、受けリブ９１，９２の上方と下方に、それぞれ縦方向に延びる縦リブ９３が形成されている。縦リブ９３は受けリブ９１，９２に連なっている。またクランクケース部３１ａの上部すなわち第１の受けリブ９１よりも上側の部分は、シリンダ部３１ｂに近いほど車両後側となるよう湾曲した形状の湾曲部３１ｄをなしている。

図４に示されるように、スタータ５０はスタータフランジ６０ａを介してエンジン本体３０のスタータ取付部６５に固定されている。スタータフランジ６０ａとスタータ取付部６５とは、スタータフランジ締結部をなしている。このようにスタータ５０がエンジン本体３０に取付けられた状態において、図３に示されるようにスタータ５０の少なくとも一部（前端５０ａ）は燃料系４３よりも車両前方に位置している。言い換えると、スタータ５０の前端５０ａの後側に燃料系４３が配置されている。

車両の前方からエンジン１１に向かって衝突相手物が移動してくる前面衝突あるいはオフセット衝突を想定した場合、バンパ構成部材８６に衝突した衝突相手物等がエンジンルーム２２に向かって移動してくるとともに、前部構造物８１がエンジン本体３０に向かってくる。

図６に模式的に示すように前方から入力する衝突の荷重Ｆによって前部構造物８１がエンジン本体３０に向かって移動し、前部構造物８１などの障害物がスタータ５０に衝突すると、スタータ５０に入力した衝突荷重によってスタータ５０が相対的に後退し、受けリブ９１，９２に接する。このためスタータ５０に入力した衝突荷重が受けリブ９１，９２によって支持されるとともに、衝突荷重がシリンダブロック３１に伝達される。

このように衝突によってエンジン本体３０に向かって移動してくる前部構造物８１等の障害物がスタータ５０および周囲の部材によって受け止められるため、吸気マニホールド４０が潰れることをある程度抑制できるとともに、吸気マニホールド４０付近に設けられている燃料系４３を保護するための燃料系保護空間Ｓが確保される。しかもインジェクタ４１や燃料分配管４２等の燃料系４３が吸気マニホールド４０の湾曲部分の内側に配置されているため、前方から移動してくる障害物に対し、燃料系４３を吸気マニホールド４０によって保護することができる。

図３に示すように、第１の受けリブ９１は、スタータ５０の回転中心Ｃを後方に延ばした中心線Ｌの上側に形成されている。第２の受けリブ９２は、中心線Ｌの下側に形成されている。このため衝突によってスタータフランジ６０ａやスタータ取付部６５が破損したとしても、スタータ本体６１を受けリブ９１，９２によってエンジン本体３０の前側の一定位置に保持することができることにより、スタータ５０の前方から入力する衝突荷重を上下の受けリブ９１，９２によって確実に受け止めることができ、受けリブ９１，９２に入力した荷重をシリンダブロック３１に伝達することができる。

しかもシリンダブロック３１の前面壁３１ｃの上部すなわち受けリブ９１から上側の部分は、シリンダ部３１ｂに近い位置ほど車両後方側となるような湾曲部３１ｄをなしている。このため受けリブ９１，９２が設けられている部分は、前方からの荷重に対する強度が大きく、しかも受けリブ９１，９２に入力した荷重が湾曲部３１ｄを介して高剛性のシリンダ部３１ｂに伝達されやすい形状となっている。

このように本実施形態は、スタータ５０と受けリブ９１，９２とを利用して、前面衝突時に燃料系保護空間Ｓを確保することができるとともに、吸気マニホールド４０が潰れることを抑制することができる。スタータ５０はエンジン補機の一種であるから、部品数が増加する原因とはならない。衝突対応凸部９０は、シリンダブロック３１を鋳造する際に受けリブ９１，９２を成形することで対応できるため、部品数の増加を伴わないし、構造が複雑化しないという利点もある。

なお本発明を実施するに当たり、エンジンの具体的な構造やエンジン補機および衝突対応凸部等の具体的な形状や配置を種々に変更して実施できることは言うまでもない。たとえばエンジン補機は、スタータやオルタネータ等の回転電機以外の機器であっても、例えばコンプレッサやポンプ類のように圧縮の荷重に対して大きな剛性を発揮できる金属等の剛体部品を内蔵する機器で、衝突荷重によって圧縮された状態において燃料系保護空間を確保できるものであれば利用することが可能である。また衝突対応凸部はエンジン補機側に設けられていてもよいし、衝突対応凸部が上下方向に延びる縦リブあるいはリブ以外の形状の凸部であってもよい。

１０…車両、１１…エンジン、２２…エンジンルーム、３０…エンジン本体、３１…シリンダブロック、３１ａ…クランクケース部、３１ｂ…シリンダ部、３１ｃ…前面壁、３１ｄ…湾曲部、３２…シリンダヘッド、３５…クランクシャフト、４０…吸気マニホールド、４１…インジェクタ、４２…燃料分配管、４３…燃料系、５０…スタータ（エンジン補機）、５０ａ…前端、６０ａ…スタータフランジ、６１…スタータ本体、６５…スタータ取付部、９０…衝突対応凸部、９１…第１の受けリブ、９２…第２の受けリブ、９３…縦リブ、Ｓ…燃料系保護空間。

Claims (5)

1. 車両前部のエンジンルームに搭載され、シリンダブロックとシリンダヘッドとを含むエンジン本体と、
   前記エンジン本体の車両前側に配置された吸気マニホールドと、
   前記吸気マニホールドの前端よりも車両後側に配置された燃料系と、
   前記エンジンルーム内に配置され、少なくとも一部が前記燃料系よりも前記車両前側に位置し、前方から入力する衝突荷重に対して圧壊に耐える剛性を有したエンジン補機と、
   前記エンジン補機と前記エンジン本体との間に設けられた衝突対応凸部と、
   を具備し、
   前記シリンダブロックが、クランクケース部と該クランクケース部の上方に形成されたシリンダ部とを有し、前記エンジン本体の縦断面において前記クランクケース部の前記衝突対応凸部から上側の部分が、前記シリンダ部に近いほど車両後方となるよう湾曲した形状の湾曲部をなしていることを特徴とする車両の前部構造。
2. 前記エンジン補機がスタータであり、該スタータの車両後側に位置する前記シリンダブロックの前面壁に、前記スタータに向かって突出する前記衝突対応凸部を有したことを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
3. 前記衝突対応凸部が、前記シリンダブロックに形成された第１の受けリブと、この第１の受けリブの下側に形成された第２の受けリブとからなることを特徴とする請求項２に記載の車両の前部構造。
4. 前記第１の受けリブが前記スタータの回転中心から車両後側に延びる中心線の上側に形成され、前記第２の受けリブが前記中心線の下側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両の前部構造。
5. 前記シリンダブロックが、前記第１の受けリブと第２の受けリブとに連なる縦リブを有したことを特徴とする請求項３または４に記載の車両の前部構造。

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