JP7115326B2

JP7115326B2 - 車両前部構造

Info

Publication number: JP7115326B2
Application number: JP2019002091A
Authority: JP
Inventors: 亮介近澤; 真太郎小坂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: JP2020111120A

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、電動車両の車両前部の構造が開示されている。この構造では、車両駆動用の電気モータに対して車両前方側に補機が配置されている。補機は車両前部の車両幅方向中央部に位置しており、補機にはコンプレッサ等が含まれている。このような構成では、例えば微小ラップ衝突や斜め衝突等の衝突時にフロントサイドメンバが車両幅方向内側へ曲げ変形（折れ変形）してもフロントサイドメンバから補機への荷重入力を防ぐことができる。

特開２０１５－１８２６０５号公報

しかしながら、このような構成では、補機と電気モータとが車両前後方向に並ぶことで車両前部の車両前後方向の長さが長くなる可能性があり、車両全長を一定とした場合、キャビンが狭くなる可能性がある。

ところで、車両前部の車両前後方向の長さを抑えるために、コンプレッサ及び高電圧部品のうちの一方の車載部品をトランスアクスルに対して車両幅方向外側に配置する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、フロントサイドメンバと前記一方の車載部品との位置関係によっては、衝突時にフロントサイドメンバが車両幅方向内側へ曲げ変形した場合に、フロントサイドメンバから前記一方の車載部品へ荷重が入力されてしまう可能性がある。

本発明は、上記事実を考慮して、コンプレッサ及び高電圧部品のうちの一方の車載部品をトランスアクスルに対して車両幅方向外側に配置しつつ、衝突時にフロントサイドメンバが車両幅方向内側へ曲げ変形しても前記一方の車載部品への荷重入力を防止又は効果的に抑制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に記載する本発明の車両前部構造は、車体前部の側部において車両前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバに対して車両幅方向内側に配置された、コンプレッサ及び高電圧部品のうちの一方の車載部品と、前記一方の車載部品に対して車両幅方向内側に配置され、前記一方の車載部品が固定されたトランスアクスルと、前記フロントサイドメンバの車両下方側に設けられて車両前後方向に沿って延在されたサイドレールを備え、前記サイドレールが前記一方の車載部品よりも車両下方側でかつ前記トランスアクスルに対して車両幅方向外側に配置されたサスペンションメンバと、前記サイドレールの車両幅方向内側に固定されて前記サイドレールと前記トランスアクスルとの間の隙を詰める補強部材と、を有する。

上記構成によれば、コンプレッサ及び高電圧部品のうちの一方の車載部品に対して車両幅方向内側にトランスアクスルが配置されている。このように、前記一方の車載部品とトランスアクスルとは、車両前後方向に並ぶのではなく、車両幅方向に並ぶので、車両前部の車両前後方向の長さを抑えるのに有利となる。一方、前記一方の車載部品は、フロントサイドメンバに対して車両幅方向内側に配置されているので、衝突時にフロントサイドメンバが車両幅方向内側へ曲げ変形すると、フロントサイドメンバの一部は前記一方の車載部品の側へ変位することになる。

一方、フロントサイドメンバの車両下方側にはサスペンションメンバのサイドレールが設けられており、このサイドレールは、車両前後方向に沿って延在され、サイドレールの車両幅方向内側には補強部材が固定されている。このため、サイドレールにおいて補強部材が固定される車両前後方向位置では、サイドレールの車両幅方向外側の部位よりもサイドレールの車両幅方向内側の部位の方が変形し難くなる。よって、例えば斜め衝突時や微小ラップ衝突時に、サイドレールは、補強部材が固定される車両前後方向位置における車両幅方向外側の部位が車両幅方向内側へ凹むように変形しようとするので、サイドレールの車両幅方向内側への曲げ変形が誘発される。

また、サイドレールは、前記一方の車載部品よりも車両下方側でかつトランスアクスルに対して車両幅方向外側に配置されており、補強部材はサイドレールとトランスアクスルとの間の隙を詰める。このため、衝突時にサイドレールが車両幅方向内側へ曲げ変形して補強部材が車両幅方向内側へ移動しながらトランスアクスルを押圧すると、トランスアクスルが車両幅方向内側へ移動する。また、前記一方の車載部品は、トランスアクスルに固定されているので、トランスアクスルが車両幅方向内側へ移動するのに連動して前記一方の車載部品も車両幅方向内側へ移動する。この場合、前記一方の車載部品は、フロントサイドメンバから遠ざかる側へ移動することになるので、衝突時にフロントサイドメンバが車両幅方向内側へ曲げ変形しても、フロントサイドメンバから前記一方の車載部品への荷重入力が防止又は効果的に抑制される。

以上説明したように、本発明の車両前部構造によれば、コンプレッサ及び高電圧部品のうちの一方の車載部品をトランスアクスルに対して車両幅方向外側に配置しつつ、衝突時にフロントサイドメンバが車両幅方向内側へ曲げ変形しても前記一方の車載部品への荷重入力を防止又は効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。

図１（Ａ）は、一実施形態に係る車両前部構造を車両背面視で示す模式的な縦断面図（図１（Ｂ）の１Ａ－１Ａ線に沿った断面図）である。図１（Ｂ）は、一実施形態に係る車両前部構造を示す模式的な平面図である。図２（Ａ）は、一実施形態に係る車両前部構造の衝突後の状態を車両背面視で示す模式的な縦断面図（図２（Ｂ）の２Ａ－２Ａ線に沿った断面図）である。図２（Ｂ）は、一実施形態に係る車両前部構造の衝突後の状態を示す模式的な平面図である。

本発明の一実施形態に係る車両前部構造について図１及び図２を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

図１（Ｂ）に示されるように、車体前部１０の側部には車両前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバ１２が配設されている。フロントサイドメンバ１２は、閉断面構造を有する車体骨格部材とされ、図１（Ａ）に示されるように、フロントサイドメンバ１２の縦断面形状は略矩形状とされている。なお、フロントサイドメンバ１２の前端には、クラッシュボックス（図示省略）を介してフロントバンパリインフォースメント（図示省略）が取り付けられている。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１２に対して車両幅方向内側には車載部品としてのコンプレッサ１４が配置されている。このコンプレッサ１４は、エアコン用とされ、エアコンの冷凍サイクルにおいて、エアコンの冷媒を吸入及び圧縮して、冷媒を循環させる装置とされる。

コンプレッサ１４に対して車両幅方向内側にはトランスアクスル１６が配置されている。トランスアクスル１６には取付部材１５（模式化してかつ透視して図示）によって前述したコンプレッサ１４が固定されている。トランスアクスル１６は、トランスミッション及びディファレンシャルギアと、それらが組み込まれたケースと、を含んで構成されている。

フロントサイドメンバ１２の車両下方側にはサスペンションメンバ１８のサイドレール１８Ｓが設けられている。サスペンションメンバ１８は、車両幅方向に延在された前後一対のクロスメンバ（図示省略）と、前記前後一対のクロスメンバの車両幅方向両端部側に接続されて車両前後方向に沿って延在されたサイドレール１８Ｓと、を備えている。なお、サスペンションメンバは、例えば、特開２０１７－８８０９９号公報等で公知であるため、詳細説明を省略する。サスペンションメンバ１８は、マウント（図示省略）を介してフロントサイドメンバ１２に吊り下げられた状態で支持されており、サスペンション（図示省略）を支持している。また、サスペンションメンバ１８の前記前後一対のクロスメンバにはマウンド（図示省略）を介して前述したトランスアクスル１６が取り付けられている。

サイドレール１８Ｓは、コンプレッサ１４よりも車両下方側でかつトランスアクスル１６に対して車両幅方向外側に配置されている。補足すると、サイドレール１８Ｓは、例えば斜め衝突時や微小ラップ衝突時に車両幅方向内側へ曲げ変形した場合にトランスアクスル１６の搭載位置に達するような位置に配置されている。サイドレール１８Ｓは、角筒状に形成され、車両上下方向に互いに対向する上壁部１８Ａ及び下壁部１８Ｂと、上壁部１８Ａ及び下壁部１８Ｂの各車両幅方向外側の端部同士を車両上下方向に繋ぐ外壁部１８Ｃと、上壁部１８Ａ及び下壁部１８Ｂの各車両幅方向内側の端部同士を車両上下方向に繋ぐ内壁部１８Ｄと、を備えている。

サイドレール１８Ｓの車両幅方向内側には、取付部材１９（模式化してかつ構造内に隠れる部分は透視して図示）によって補強部材２０が固定されている。補強部材２０は、直方体状（箱状）に形成された構造体とされ、一例として、車両幅方向に対向する左右一対の側壁部２０Ａ、２０Ｂと、車両前側に配置される前壁部２０Ｃと、車両後側に配置される後壁部２０Ｄと、車両下方側に配置される下壁部２０Ｅと、車両上方側に配置される上壁部２０Ｆと、を含んで構成されている。補強部材２０の内部には、その車両前後方向の中間部に補強用のリブ２０Ｒが形成されている。リブ２０Ｒは、車両幅方向に延在され、左右一対の側壁部２０Ａ、２０Ｂ同士を繋いでいる。すなわち、補強部材２０は平断面視で所謂日の字断面（略Ｂ字状の断面）を有している。補強部材２０は、サイドレール１８Ｓとトランスアクスル１６との間の隙を詰めている。また、サイドレール１８Ｓの内壁部１８Ｄは、補強部材２０が固定された部位が補強される。

また、本実施形態では、フロントサイドメンバ１２を車両幅方向内側へ曲げ変形させる衝突荷重が入力された場合にサイドレール１８Ｓを車両幅方向内側へ曲げ変形させてサイドレール１８Ｓが補強部材２０を介してトランスアクスル１６を車両幅方向内側へ押圧するように設定されている。そして、サイドレール１８Ｓと補強部材２０との接合強度は、サイドレール１８Ｓが補強部材２０を介してトランスアクスル１６を車両幅方向内側へ押圧して移動させる場合に補強部材２０がサイドレール１８Ｓから分離しないのに十分な接合強度とされている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態では、コンプレッサ１４に対して車両幅方向内側にトランスアクスル１６が配置されている。このように、コンプレッサ１４とトランスアクスル１６とは、車両前後方向に並ぶのではなく、車両幅方向に並ぶので、車両前部の車両前後方向の長さを抑えるのに有利となる。一方、コンプレッサ１４は、フロントサイドメンバ１２に対して車両幅方向内側に配置されているので、衝突時にフロントサイドメンバ１２が車両幅方向内側へ曲げ変形すると、フロントサイドメンバ１２の一部はコンプレッサ１４の側へ変位することになる。

一方、フロントサイドメンバ１２の車両下方側にはサスペンションメンバ１８のサイドレール１８Ｓが設けられており、このサイドレール１８Ｓは、車両前後方向に沿って延在され、サイドレール１８Ｓの車両幅方向内側には補強部材２０が固定されている。このため、サイドレール１８Ｓにおいて補強部材２０が固定される車両前後方向位置では、サイドレール１８Ｓの外壁部１８Ｃよりもサイドレール１８Ｓの内壁部１８Ｄの方が変形し難くなる。よって、例えば斜め衝突時や微小ラップ衝突時に、図２（Ｂ）に示されるように、サイドレール１８Ｓの外壁部１８Ｃは、補強部材２０が固定される車両前後方向位置で車両幅方向内側へ凹むように変形しようとするので、サイドレール１８Ｓの車両幅方向内側への曲げ変形が誘発される。

また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるように、サイドレール１８Ｓは、コンプレッサ１４よりも車両下方側でかつトランスアクスル１６に対して車両幅方向外側に配置されており、補強部材２０はサイドレール１８Ｓとトランスアクスル１６との間の隙を詰める。このため、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、衝突時にサイドレール１８Ｓが車両幅方向内側へ曲げ変形して補強部材２０が車両幅方向内側へ移動しながらトランスアクスル１６を押圧すると、トランスアクスル１６が車両幅方向内側へ移動する。また、コンプレッサ１４は、トランスアクスル１６に固定されているので、トランスアクスル１６が車両幅方向内側へ移動するのに連動してコンプレッサ１４も車両幅方向内側へ移動する。この場合、コンプレッサ１４は、フロントサイドメンバ１２から遠ざかる側へ移動することになるので、衝突時にフロントサイドメンバ１２が車両幅方向内側へ曲げ変形しても、フロントサイドメンバ１２からコンプレッサ１４への荷重入力が防止又は効果的に抑制される。なお、図２（Ａ）においては、フロントサイドメンバ１２の当初位置を二点鎖線で示している。

また、本実施形態では、図１（Ｂ）に示されるように、補強部材２０にリブ２０Ｒが形成されているので、図２（Ｂ）に示されるように、補強部材２０が車両幅方向内側へ移動しながらトランスアクスル１６を押圧する際に、補強部材２０の変形が防止又は抑制される。したがって、効率的にトランスアクスル１６を車両幅方向内側に移動させることができる。

以上説明したように、本実施形態の車両前部構造によれば、コンプレッサ１４をトランスアクスル１６に対して車両幅方向外側に配置しつつ、衝突時にフロントサイドメンバ１２が車両幅方向内側へ曲げ変形してもコンプレッサ１４への荷重入力を防止又は効果的に抑制することができる。また、コンプレッサ１４への荷重入力を防止又は効果的に抑制することができることで、コンプレッサ１４を保護するための部材を不要にすること又は軽量化することができ、車両前部の重量化を抑えるのに寄与することができる。

なお、上記実施形態の変形例として、コンプレッサ１４に代えて、車載部品としての高電圧部品（例えば、高電圧バッテリや、高電圧バッテリに接続された高電圧ケーブル等）が配置される構成も採り得る。すなわち、上記実施形態の変形例として、コンプレッサ１４に代えて配置される前記高電圧部品がフロントサイドメンバ（１２）に対して車両幅方向内側に配置され、前記高電圧部品に対して車両幅方向内側にトランスアクスル（１６）が配置されると共に、前記高電圧部品がトランスアクスル（１６）に固定されている構成も採り得る。

また、上記実施形態では、図１（Ｂ）に示されるように、補強部材２０は、リブ２０Ｒを備えており、このような構成が好ましいが、補強部材は、上記実施形態の補強部材２０からリブ２０Ｒを取り除いたような構成の補強部材とされてもよい。

以上、本発明の一例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、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０車体前部
１２フロントサイドメンバ
１４コンプレッサ（一方の車載部品）
１６トランスアクスル
１８サスペンションメンバ
１８Ｓサイドレール
２０補強部材

Claims

車体前部の側部において車両前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバに対して車両幅方向内側に配置された、コンプレッサ及び高電圧部品のうちの一方の車載部品と、
前記一方の車載部品に対して車両幅方向内側に配置され、前記一方の車載部品が固定されたトランスアクスルと、
前記フロントサイドメンバの車両下方側に設けられて車両前後方向に沿って延在されたサイドレールを備え、前記サイドレールが前記一方の車載部品よりも車両下方側でかつ前記トランスアクスルに対して車両幅方向外側に配置されたサスペンションメンバと、
前記サイドレールの車両幅方向内側に固定されて前記サイドレールと前記トランスアクスルとの間の隙を詰める補強部材と、
を有する車両前部構造。