WO2017199386A1

WO2017199386A1 - 車体の前部構造

Info

Publication number: WO2017199386A1
Application number: PCT/JP2016/064824
Authority: WO
Inventors: 光史細見; 松永　強; 竜士大谷
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-11-23
Also published as: US10479410B1; EP3459829B1; EP3459829A1; US20190337570A1; CN109153412A; CN109153412B; JP6555416B2; JPWO2017199386A1; EP3459829A4

Abstract

車両の前部に配設され、車幅方向に沿って並列されたエンジン（２７）と無段階変速機（２９）とを有するパワートレイン（２５）と、パワートレイン（２５）の車幅方向外側に配置されたサイドメンバ（１５）と、サイドメンバ（１５）の下方に配設されたサスペンションメンバ（３１）と、サイドメンバ（１５）およびサスペンションメンバ（３１）に取り付けられた第１の荷重伝達部材（５１）および第２の荷重伝達部材（９１）と、を備えている。パワートレイン（２５）においては、荷重伝達部材側に無段階変速機（２９）が配置され、無段階変速機（２９）は、変速プーリー（入力側プーリー（４１）、出力側プーリー（４３））を有する。これにより、第１の荷重伝達部材（５１）および第２の荷重伝達部材（９１）で受けた荷重を変速プーリーを介してエンジン（２７）へ確実に伝達することができる。

Description

車体の前部構造

　本発明は、自動車の車体の前部構造に関する。

　従来から、自動車の車体の側部にサイドメンバを配設する構造が公知である。ここで、サイドメンバよりも車幅方向の外側の位置で、障害物が車体前方から車体に衝突する所謂小ラップ衝突が発生する場合がある。この小ラップ衝突時の対策としては、下記特許文献１に記載されたものが知られている。

　この特許文献１においては、サスペンションメンバの側部に、車幅方向の外側に向けて突出するスペーサ（荷重伝達部材）を設けている。そして、スペーサの車幅方向の内側には、パワートレインが配設されている。前記パワートレインは、車幅方向に沿って配置されたトランスミッションとエンジンとを有し、前記トランスミッションがスペーサ側に配置されている。

　このため、車両に小ラップ衝突が発生したとき、衝突物からの衝突荷重は前記スペーサからトランスミッションを介してエンジンに伝達される。

特開２０１５－３６２８１号公報

　しかし、特許文献１では、衝突荷重が大きいためにトランスミッションの強度が前記衝突荷重に耐えられない場合、トランスミッションが損傷してエンジンへ衝突荷重を効率的に伝達させることが困難になるおそれがある。

　そこで、本発明は、車体におけるサイドメンバよりも車幅方向の外側位置の部位に衝突荷重が入力される小ラップ衝突時に、パワートレインを構成するエンジンへ前記衝突荷重を効率的に伝達させる車体の前部構造を提供することを目的としている。

　本発明に係る車体の前部構造は、エンジンと無段階変速機とを有するパワートレインと、パワートレインの車幅方向外側に配置されたサイドメンバと、サイドメンバの下方に配設されたサスペンションメンバと、サイドメンバおよびサスペンションメンバの少なくともいずれかに取り付けられた荷重伝達部材と、を備えている。前記パワーユニットにおいては、前記荷重伝達部材側に無段階変速機が配置されている。前記無段階変速機は、変速プーリーを有する。前記荷重伝達部材は、荷重を受ける荷重受け部と、荷重受け部で受けた荷重を無段階変速機の変速プーリーに伝達する荷重伝達部と、を有する。

　本発明に係る車体の前部構造によれば、自車両における車幅方向外側の端部に衝突物が衝突する、いわゆる小ラップ衝突時において、荷重伝達部材で受けた衝突荷重を無段階変速機の変速プーリーを介して効率的にエンジンへ伝達することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車体の前部構造を斜め上方から見た斜視図である。図２は、図１の車体の前部構造を上方から見た平面図である。図３は、図１，２を前方から見た正面図である。図４は、図１～３を車両左側から見た側面図である。図５は、サイドメンバの前部と、サイドメンバの前部の下側に取り付けた第１の荷重伝達部材とを示す分解斜視図である。図６は、図５の第１の荷重伝達部材を斜め上方から見た斜視図である。図７は、第２の荷重伝達部材を斜め前方から見た斜視図である。図８は、第２の荷重伝達部材を車幅方向から見た斜視図である。図９は、サスペンションメンバの前側角部と第２の荷重伝達部材とを上方から見た平面図である。

　以下、本発明の実施の形態に係る車体の前部構造を図面に基づき説明する。なお、本実施形態では、車両左側に荷重伝達部材を設けた形態を示したが、車両右側に設けてもよく、左右両側に設けてもよい。

　図１～図４に示すように、車両の前部１には、エンジンコンパートメント３が配設されている。エンジンコンパートメント３の後端には、上下および左右方向に延在するダッシュパネル５が配設されている。ダッシュパネル５の後方には車室７が設けられ、ダッシュパネル５の前方にはエンジンコンパートメント３が配置されている。なお、図４に示すように、車室７の下部に配置されたサイドシル９は、車両前後方向に沿って延在している。また、ダッシュパネル５の上端部には、車幅方向に沿ってカウルトップ１１が配設され、カウルトップ１１およびダッシュパネル５の側方にはボディサイドパネル１３が配設されている。さらに、エンジンコンパートメント３の側部には、前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ１５と、サイドメンバ１５の側方に配置されたエクステンションメンバ１７と、が配設されている。エクステンションメンバ１７の前端部は、サイドメンバ１５の側部に接合されている。サイドメンバ１５の前端には、縦長の板状パネル１９が結合され、板状パネル１９を介してサイドメンバ１５の前端から角筒状の保持ブラケット２１が前方に延びている。左右一対の保持ブラケット２１同士は、車幅方向に延在するバンパーレインフォース２３によって連結されている。エンジンコンパートメント３の中央部には、パワートレイン２５が配置されている。パワートレイン２５は、車両右側に配置されたエンジン２７と、エンジン２７の車両左側（荷重伝達部材側）に配置された無段階変速機２９と、から構成される。パワートレイン２５の下方には、サスペンションメンバ３１が配設されている。

　無段階変速機２９は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）とも呼ばれ、エンジン２７の回転駆動力を車輪に伝達する。具体的には、図２～図４に示すように、無段階変速機２９は、車幅方向に延びるメインシャフト３３と、メインシャフト３３に回転可能に軸支されたトルクコンバータ３５と、メインシャフト３３に回転可能に軸支されたプーリーユニット３７と、これらのメインシャフト３３、トルクコンバータ３５およびプーリーユニット３７を収容するカバー３９と、を備える。なお、プーリーユニット３７およびカバー３９は、鋳造品であるため、本実施形態に係る無段階変速機２９は、従来のトランスミッションよりも強度が大きく設定されている。

　プーリーユニット３７は、図４に示すように、下側に配置された入力側プーリー４１（変速プーリー）と、上側に配置された出力側プーリー４３（変速プーリー）と、これらの入力側プーリー４１および出力側プーリー４３を連結する金属ベルト４５と、から構成されている。入力側プーリー４１および出力側プーリー４３のそれぞれは、車幅方向内側（車両中央側）に配置された内側プーリー４７（変速プーリー）と、車幅方向外側に配置された外側プーリー４９（変速プーリー）と、から構成される。内側プーリー４７と外側プーリー４９との幅方向の間隔が狭くなると金属ベルト４５の回転径が大きくなるように構成されている。なお、無段階変速機２９を構成する部品の中でも変速プーリー（入力側プーリー４１および出力側プーリー４３）の強度が特に大きく設定されている。

　次いで、サイドメンバ１５およびサイドメンバ１５に取り付けられた第１の荷重伝達部材５１を説明する。

　図５，６に示すように、サイドメンバ１５は、上面５３と、底面５５と、上面５３および底面５５同士を上下に結ぶ内側面５７および外側面５９と、から断面矩形状に形成されている。底面５５は、前端部の平坦部分６１と、平坦部分６１の後方に形成された傾斜部分６３と、を有する。

　第１の荷重伝達部材５１は、車幅方向外側（車両左側）に突き出た荷重受け部６５と、荷重受け部６５に連結されて、車幅方向内側（車両右側）に突き出た荷重伝達部６７と、から一体に形成されている。荷重受け部６５は、ほぼ三角柱状に形成されている。具体的には、前面に形成された第１の荷重受け面６９は、車幅方向外側に向けて延びて形成されており、かつ、車両後方側に凹んで湾曲している。後面部７１は平面視で後方かつ車幅方向内側に向けて延在する平面状に形成されている。荷重伝達部６７は、荷重受け部６５の車幅方向中央側に配置されて荷重受け部６５と一体形成された連結部７３と、連結部７３の車幅方向中央側に連結部７３と一体形成された本体部７５と、からなる。連結部７３の上面は、サイドメンバ１５の前部の底面５５に当接する。つまり、連結部７３の上面は、サイドメンバ１５の底面５５の平坦部分６１に当接する平坦部７７と、サイドメンバ１５の底面５５の傾斜部分６３に当接する傾斜部７９とから構成される。また、本体部７５は、三角柱状に形成される。具体的には、本体部７５の側面は、平面視で後方かつ車幅方向内側に向けて傾斜する前側傾斜面８１と、後方かつ車幅方向外側に向けて傾斜する後側傾斜面８３と、を有する。なお、本体部７５の側面には、横長のボルト孔８５が形成されており、これらのボルト孔８５にボルトを挿入してサイドメンバ１５の側面に締結することにより、第１の荷重伝達部材５１をサイドメンバ１５に締結することができる。

　次に、図７～図９を用いて、第２の荷重伝達部材９１について説明する。

　第２の荷重伝達部材９１は、サスペンションメンバ３１に取り付けられている。サスペンションメンバ３１は、車幅方向に延びる前部９３と、前部９３における車幅方向の端部で屈曲して後方に延びる側部９５と、を有する。前部９３と側部９５とが交差する角部９７には、円柱状の連結ブラケット９９（図４参照）が上下方向に沿って設けられ、連結ブラケット９９を介してサスペンションメンバ３１はサイドメンバ１５の下側に吊り下げられている。図９に示すように、第２の荷重伝達部材９１のうち、サスペンションメンバ３１の側部９５の外側面１０１よりも車幅方向外側部は荷重受け部１０３に形成され、サスペンションメンバ３１の側部９５の外側面１０１よりも車幅方向内側部は荷重伝達部１０５に形成されている。第２の荷重伝達部材９１は、サスペンションメンバ３１の側部９５の外側面１０１と内側面１０７とにボルトＢを介して締結されている。荷重受け部１０３は、前面の第２の荷重受け面１０９が車幅方向外側に向けて延びており車両後方側に凹んで湾曲している。後面部１１１は、平面視で後方かつ車幅方向内側に向けて延在する平面状に形成されている。荷重伝達部１０５は、平面視で後方かつ車幅方向内側に向けて斜めに延びている。また、荷重伝達部１０５における無段階変速機２９との対向面には、前側と後側とに第１の突出部１１３および第２の突出部１１５が一対に設けられている。なお、荷重受け部１０３と荷重伝達部１０５との境界部分に半円状の切欠き１１７が形成されている。この切欠き１１７を連結ブラケット９９に係合させている。また、図２に示すように、第１の荷重伝達部材５１の荷重伝達部６７の端部は、無段階変速機２９の左側端部の前に配置されている。第２の荷重伝達部材９１の荷重伝達部１０５の端部である第１の突出部１１３も、無段階変速機２９の左側端部の前に配置されている。

　なお、図３，４に示すように、車両の側方から見たときに、第１の荷重伝達部材５１および第２の荷重伝達部材９１は、入力側プーリー４１（変速プーリー）に対して高さ方向でオーバーラップしている。また、図１，２に示すように、第１の荷重受け面６９と第２の荷重受け面１０９とは、車両の上方から見た場合に、同一面状に配置されている。

　次いで、小ラップ衝突を起こした場合における衝突荷重の伝わり方を説明する。この小ラップ衝突は、図２に示すように、車体におけるサイドメンバ１５よりも車幅方向の外側位置の部位に衝突物１２１から衝突荷重が入力されるものである。

　車体に対して衝突物１２１が後方移動すると、衝突物１２１は、第１の荷重伝達部材５１の第１の荷重受け面６９と第２の荷重伝達部材９１の第２の荷重受け面１０９とに同時に当たる。これにより、荷重受け部６５，１０３で衝突荷重を受ける。荷重伝達部６７，１０５は荷重受け部６５，１０３に固定されているため、荷重受け部６５，１０３で受けた衝突荷重は荷重伝達部６７，１０５に伝達される。従って、第１の荷重伝達部材５１の荷重伝達部６７の端部と第２の荷重伝達部材９１の荷重伝達部１０５の端部である第１の突出部１１３とは、荷重受け部６５，１０３と共に後方移動し、無段階変速機２９の左側端部に当たる。ここで、変速プーリー（入力側プーリー４１、出力側プーリー４３）は、無段階変速機２９の他の構成部品よりも強度が大きいため、入力される荷重に対する耐力が大きい。従って、第１の荷重伝達部材５１の荷重伝達部６７の端部と第２の荷重伝達部材９１の第１の突出部１１３とが無段階変速機２９に当たっても、変速プーリー（入力側プーリー４１、出力側プーリー４３）が破損しにくくなり、効率的に変速プーリーを介して衝突荷重をエンジン２７へ伝達することができる。

　次に、本発明の実施形態による作用効果を説明する。

　（１）車両の前部に配設され、車幅方向に沿って並列されたエンジン２７と無段階変速機２９とを有するパワートレイン２５と、パワートレイン２５の車幅方向外側に配置され、車両前後方向に延在するサイドメンバ１５と、サイドメンバ１５の下方に配設されたサスペンションメンバ３１と、サイドメンバ１５およびサスペンションメンバ３１の少なくともいずれかに取り付けられた荷重伝達部材（第１の荷重伝達部材５１、第２の荷重伝達部材９１）と、を備えている。前記パワートレイン２５においては、前記荷重伝達部材側に無段階変速機２９が配置され、無段階変速機２９は、変速プーリー（入力側プーリー４１、出力側プーリー４３）を有する。荷重伝達部材は、サイドメンバ１５またはサスペンションメンバ３１の車幅方向外側の側面よりも車幅方向外側に突出し、車両後方に向かう荷重を受ける荷重受け部６５，１０３と、荷重受け部６５，１０３に結合され、荷重受け部６５，１０３で受けた荷重を無段階変速機２９の変速プーリー（入力側プーリー４１、出力側プーリー４３）に伝達する荷重伝達部６７，１０５と、を有する。

　従って、自車両における車幅方向外側の端部に衝突物１２１が衝突する、いわゆる小ラップ衝突時において、荷重伝達部材で受けた衝突荷重を変速プーリー（入力側プーリー４１、出力側プーリー４３）を介して効率的にエンジン２７へ伝達することができる。

　つまり、前記変速プーリー（入力側プーリー４１、出力側プーリー４３）は、無段階変速機２９の構成部品のなかでも強度が大きいため、入力される荷重に対する耐力が大きい。従って、荷重伝達部材で受けた衝突荷重が変速プーリーに入力されても変速プーリーが潰れにくいため、効率的に変速プーリーを介して衝突荷重をエンジン２７へ伝達することができる。

　（２）荷重伝達部材（第１の荷重伝達部材５１、第２の荷重伝達部材９１）は、車両の側方から見たときに、無段階変速機２９の変速プーリー（入力側プーリー４１）と高さ方向でオーバーラップする位置に配設されている。

　このように、荷重伝達部材と変速プーリー（入力側プーリー４１）とが高さ方向でオーバーラップしているため、車両衝突時に、荷重伝達部材が変速プーリー（入力側プーリー４１）に当たる可能性が高くなる。従って、更に効率的に変速プーリーを介して衝突荷重をエンジン２７へ伝達することができる。

　（３）荷重伝達部材は、サイドメンバ１５に取り付けられる第１の荷重伝達部材５１と、サスペンションメンバ３１に取り付けられる第２の荷重伝達部材９１と、を有する。

　このように、前記荷重伝達部材が、第１の荷重伝達部材５１と第２の荷重伝達部材９１との双方で構成されている。従って、第１の荷重伝達部材５１または第２の荷重伝達部材９１の一方のみの場合よりも、荷重伝達部材の荷重受け面の合計面積が大きくなる。よって、荷重伝達部材が受ける荷重が広い範囲に分散されるため、それぞれの荷重伝達部材に入力される荷重の負担が低減される。

　（４）第１の荷重伝達部材５１の前面に第１の荷重受け面６９を形成し、第２の荷重伝達部材９１の前面に第２の荷重受け面１０９を形成し、これらの第１の荷重受け面６９と第２の荷重受け面１０９とは、車両の上方から見た場合に、同一面状に配置されている。

　このように、前記第１の荷重受け面６９と第２の荷重受け面１０９とは同一面状に配置されているため、第１の荷重受け面６９と第２の荷重受け面１０９とで衝突物１２１からの荷重を同時に受けることができる。

　ここで、第１の荷重受け面６９と第２の荷重受け面１０９とが前後方向で相違した位置に配置されている場合、前側に配置されている荷重受け面の方が先に衝突物に当たって衝突荷重の入力量が大きくなる。

　従って、第１の荷重受け面６９と第２の荷重受け面１０９とが前後方向で相違した位置に配置されている場合よりも、更に効率的に衝突荷重をエンジン２７に伝達することができる。

　本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々改変することができる。

１５　サイドメンバ
２５　パワートレイン
２７　エンジン
２９　無段階変速機
３１　サスペンションメンバ
４１　入力側プーリー（変速プーリー）
４３　出力側プーリー（変速プーリー）
５１　第１の荷重伝達部材（荷重伝達部材）
６５，１０３　荷重受け部
６７，１０５　荷重伝達部
６９　第１の荷重受け面
９１　第２の荷重伝達部材（荷重伝達部材）
１０９　第２の荷重受け面

Claims

　車両の前部に配設され、車幅方向に沿って並列配置されたエンジンと無段階変速機とを有するパワートレインと、
　前記パワートレインの車幅方向外側に配置され、車両前後方向に延在するサイドメンバと、
　前記サイドメンバの下方に配設されたサスペンションメンバと、
　前記サイドメンバおよびサスペンションメンバの少なくともいずれかに取り付けられた荷重伝達部材と、を備え、
　前記パワートレインにおいては、前記荷重伝達部材側に無段階変速機が配置され、
　前記無段階変速機は、変速プーリーを有し、
　前記荷重伝達部材は、前記サイドメンバまたはサスペンションメンバの車幅方向外側の側面よりも車幅方向外側に突出し、車両後方に向かう荷重を受ける荷重受け部と、前記荷重受け部に結合され、荷重受け部で受けた荷重を無段階変速機の変速プーリーに伝達する荷重伝達部と、を有することを特徴とする車体の前部構造。
　請求項１に記載の車体の前部構造であって、
　前記荷重伝達部材は、車両の側方から見たときに、前記無段階変速機の変速プーリーと高さ方向でオーバーラップする位置に配設されていることを特徴とする車体の前部構造。
　請求項１または２に記載の車体の前部構造であって、
　前記荷重伝達部材は、前記サイドメンバに取り付けられる第１の荷重伝達部材と、前記サスペンションメンバに取り付けられる第２の荷重伝達部材と、を有することを特徴とする車体の前部構造。
　請求項３に記載の車体の前部構造であって、
　前記第１の荷重伝達部材の前面に第１の荷重受け面を形成し、第２の荷重伝達部材の前面に第２の荷重受け面を形成し、これらの第１の荷重受け面と第２の荷重受け面とは、車両の上方から見た場合に、同一面状に配置されていることを特徴とする車体の前部構造。